堆(heap)和栈(stack)的区别

心已赠人 2022-07-16 10:56 177阅读 0赞

一. 程序的内存分配

一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分 ：  
1、栈区（stack）— 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。  
2、堆区（heap） — 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。  
3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放  
4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放  
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

int a = 0;    // 全局初始化区
    char *p1;   //全局未初始化区 
    main() 
    { 
         int b;  //栈 
         char s[] = "abc";  //栈 
         char *p2;  //栈 
         char *p3 = "123456";  //123456在常量区，p3在栈上。 
         static int c =0；  //全局（静态）初始化区 
         p1 = (char *)malloc(10); 
         p2 = (char *)malloc(20); 
         //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。 
         strcpy(p1, "123456");   //123456放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。 
    }

二. 堆和栈的区别  
1、申请方式  
栈（stack）： 由系统自动分配。 例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间  
堆（heap） ： 需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数 ，如p1 = (char \*)malloc(10); 在C++中用new运算符 ; 但是注意p1、p2本身是在栈中的。

2、系统响应  
栈（stack）： 只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。  
堆（heap） ： 首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时， 会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，并且会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

3、申请限制  
栈（stack）： 在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。  
堆（heap） ： 堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

4、效率比较  
栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。  
堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.