栈与堆的区别

堆和栈的区别

 

1、预备知识—程序的内存分配

程序占用的内存分为如下几个部分

一、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 操做方式相似于数据结构中的栈。

二、堆区（heap） — 通常由程序员分配释放， 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，分配方式却是相似于链表，呵呵。

三、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外一块区域。 程序结束后由系统释放。

四、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

五、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

 

 

例子程序

//main.cpp

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\0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\0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。

}

 

 

2、堆和栈的理论知识

2.1申请方式 

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

heap: 

须要程序员本身申请，并指明大小，在c中malloc函数

如p1 = (char *)malloc(10);

在java中用new运算符

如p2 = new char[10];

可是注意p一、p2自己是在栈中的。

 

 

2.2 申请后系统的响应 

栈：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，不然将报异常提示栈溢出。

堆：首先应该知道操做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，而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，另外，对于大多数系统，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，因为找到的堆结点的大小不必定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分从新放入空闲链表中。

 

 

2.3申请大小的限制 

栈：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，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有 的说是1M，总之是一个编译时就肯定的常数），若是申请的空间超过栈的剩余空间时，将 提示overflow。所以，能从栈得到的空间较小。

堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是因为系统是用链表来存储的空闲内存地址的，天然是不连续的，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。因而可知，堆得到的空间比较灵活，也比较大。

 

 

2.4申请效率的比较： 

栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是没法控制的。

堆是由new分配的内存，通常速度比较慢，并且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一块内存，虽然用起来最不方便。可是速度快，也最灵活。

 

 

2.5堆和栈中的存储内容 

栈： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，而后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈 的，而后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，而后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。

堆：通常是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。

 

 

2.6存取效率的比较 

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；

而bbbbbbbbbbb是在编译时就肯定的；

可是，在之后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。

好比：

#include

void main()

{

char a = 1;

char c[] = "1234567890";

char *p ="1234567890";

a = c[1];

a = p[1];

return;

}

 

 

2.7小结：

堆和栈的区别能够用以下的比喻来看出：

使用栈就象咱们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，没必要理会切菜、洗菜等准备工做和洗碗、刷锅等扫尾工做，他的好处是快捷，可是自 由度小。

使用堆就象是本身动手作喜欢吃的菜肴，比较麻烦，可是比较符合本身的口味，并且自由度大。

 

看到这个写得也不错，能够看看

https://www.2cto.com/kf/201302/190704.html