堆與棧

堆和棧的區別

轉載自：http://www.cppblog.com/Lee7/archive/2008/11/14/66925.html

 

堆和棧的區別在哪裡？      
     
  哪些變數會在棧中分配空間，哪些變數會在堆中分配空間?      
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  1、申請方式         
  stack:          
  由系統自動分配。     例如，聲明在函數中一個局部變數     int     b;     系統自動在棧中為b開闢空間          

  heap:          
  需要程式員自己申請，並指明大小，在c中malloc函數          
  如p1 = (char *)malloc(10);     //free     
  在C++中用new運算子           //delete
  如p2 = (char *)malloc(10);          
  但是注意p1、p2本身是在棧中的。          
     
  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出。          

  堆：首先應該知道作業系統有一個記錄空閑記憶體位址的鏈表，當系統收到程式的申請時，          

  會遍曆該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閑結點鏈表中刪除，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地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的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閑鏈表中。          

     
  3、申請大小的限制  
       
  棧：在Windows下,棧是向低地址擴充的資料結構，是一塊連續的記憶體的地區。這句話的意思是棧頂的地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（也有的說是1M，總之是一個編譯時間就確定的常數），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：堆是向高地址擴充的資料結構，是不連續的記憶體地區。這是由於系統是用鏈表來儲存的空閑記憶體位址的，自然是不連續的，而鏈表的遍曆方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於電腦系統中有效虛擬記憶體。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。但程式員是無法控制的。          

  堆是由new分配的記憶體，一般速度比較慢，而且容易產生記憶體片段,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進程的地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：在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的地址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，然後是函數中的局部變數。注意靜態變數是不入棧的。          

  當本次函數調用結束後，局部變數先出棧，然後是參數，最後棧頂指標指向最開始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程式由該點繼續運行。          
  堆：一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程式員安排。          
     
  6、存取效率的比較    
     
  char     s1[]     =     "aaaaaaaaaaaaaaa";          
  char     *s2     =     "bbbbbbbbbbbbbbbbb";          
  aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的；          
  而bbbbbbbbbbb是在編譯時間就確定的；          
  但是，在以後的存取中，在棧上的數組比指標所指向的字串(例如堆)快。          
  比如：           

  #include           
  void     main()           
  {           
  char     a     =     1;           
  char     c[]     =     "1234567890";           
  char     *p     ="1234567890";           
  a     =     c[1];           
  a     =     p[1];           
  return;           
  }  

         
  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。