堆Heap與棧Stack的區別

堆heap：是大家的共有空間，分全域性堆和區域性堆。全域性堆就是所有沒有分配的空間，區域性堆就是使用者分配的空間。堆是作業系統對程序進行初始化的時候分配，執行過程中也可以向系統申請額外的堆，但是用完了要記得還給作業系統，不然就是記憶體洩露。堆裡面放的一般是靜態資料，如static資料、字串常量等，資源載入後一般也放在堆裡面。乙個程序的所有執行緒共有這些堆，所以對堆操作要考慮同步和互斥的問題。程式裡面編譯後的資料段都是堆的一部分。

下面更具體的說明：

一、預備知識——程式的記憶體分配

1、個由c/c++編譯的程式占用的記憶體分為下面幾個部分：

a、棧區stack：由編譯器自動分配釋放，存放函式的引數值，區域性變數的值等。操作方式類似於資料結構中的棧。

b、堆區heap：一般由程式設計師分配釋放，若程式設計師不十分，程式結束是可能由os**。與資料結構中的堆是兩碼事，分配方式類似於鍊錶。

c、全域性靜態區static：全域性變數和靜態變數儲存是放在一起的，初始化全域性變數和靜態變數在一塊區域，為初始化的全域性變數和靜態變數在相鄰的另一塊區域，程式結束後由系統釋放。

d、文字常量區：存放常量字串，程式結束後由系統釋放。

e、程式**區：存放函式體的二進位制**。

2、例子程式

1
2int a = 0; //
全域性初始化區
3char *p1; //
全域性未初始化區
4main() 
5

二、heap和stack的理論知識：

1、申請方式：

stack：由系統自動分配。eg：宣告在函式中乙個區域性變數int b;系統自動在棧中為b開闢空間。

heap：需要程式設計師自己申請，並指明大小，在c中用malloc，eg：p1=(char*)malloc(10); 在c++中用new。注意p1,p2本身在棧中。

2、申請後系統的響應：

棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將為程式提供記憶體，否則將報異常

提示棧溢位。

堆：首先應該知道作業系統有乙個記錄空閒記憶體位址的鍊錶，當系統收到程式的申請時，會遍歷該鍊錶，尋找第乙個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閒結點鍊錶中刪除，並將該結點的空間分配給程式，另外，對於大多數系統，會在這塊記憶體空間中的首位址處記錄本次分配的大小，這樣，**中的delete語句才能正確的釋放本記憶體空間。另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閒鍊錶中。

3、申請大小的限制：

棧：在windows下,棧是向低位址擴充套件的資料結構，是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意思是棧頂的位址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在windows下，棧的大小是2m（也可能是1m，它是乙個編譯時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。

堆：堆是向高位址擴充套件的資料結構，是不連續的記憶體區域。這是由於系統是用鍊錶來儲存的空閒記憶體位址的，自然是不連續的，而鍊錶的遍歷方向是由低位址向高位址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

4、申請效率的比較：

棧：由系統自動分配，速度較快。但程式設計師是無法控制的。

堆：由new/malloc分配的記憶體，一般速度比較慢，而且容易產生記憶體碎片，不過用起來最方便。另外，在windows下，最好的方式是用virtualalloc分配記憶體，他不是在堆，也不是在棧是直接在程序的位址空間中保留一快記憶體，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。

5、堆和棧中的儲存內容：

棧：在函式呼叫時，第乙個進棧的是主函式中後的下一條指令（函式呼叫語句的下一條可執行語句）的位址，然後是函式的各個引數，在大多數的c編譯器中，引數是由右往左入棧的，然後是函式中的區域性變數。注意靜態變數是不入棧的。當本次函式呼叫結束後，區域性變數先出棧，然後是引數，最後棧頂指標指向最開始存的位址，也就是主函式中的下一條指令，程式由該點繼續執行。

堆：一般是在堆的頭部用乙個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程式設計師安排。

6、訪問效率的比較：

char s1 = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在執行時刻賦值的；

而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的；

但是，在以後的訪問中，在棧上的陣列比指標所指向的字串(例如堆)快。

1
void
main() 2 
10//
對應的彙編**
1110: a = c[1
]; 12
00401067 8a 4d f1 mov cl,byte ptr [ebp-0fh] 
13 0040106a 88 4d fc mov byte ptr [ebp-4
],cl 
1411: a = p[1
]; 15 0040106d 8b 55 ec mov edx,dword ptr [ebp-14h] 
1600401070 8a 42
01 mov al,byte ptr [edx+1
] 17
00401073
8845 fc mov byte ptr [ebp-4
],al 
18//
第一種在讀取時直接就把字串中的元素讀到暫存器cl中，
19//
而第二種則要先把指標值讀到edx中，在根據edx讀取字元，顯然慢了。

7、小結：

堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出：

使用棧就象我們去飯館裡吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。

使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。

堆Heap與棧Stack的區別

堆（heap）與棧（stack）的區別

堆（HEAP）與棧（STACK 的區別

堆（Heap）和棧（Stack）的區別

堆Heap與棧Stack的區別

堆（heap）與棧（stack）的區別

堆（HEAP）與棧（STACK 的區別

堆（Heap）和棧（Stack）的區別

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