[zz]堆和棧的區別

堆和棧的區別

一般認為在c中分為這幾個儲存區
1棧 - 有編譯器自動分配釋放
2堆 - 一般由程式員分配釋放，若程式員不釋放，程式結束時可能由OS回收
3全域區（靜態區），全域變數和靜態變數的儲存是放在一塊的，初始化的全域變數和靜
態變數在一塊地區，未初始化的全域變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊地區。
- 程式結束釋放
4另外還有一個專門放常量的地方。 - 程式結束釋放
在函數體中定義的變數通常是在棧上，用malloc, calloc, realloc等分配記憶體的函數分
配得到的就是在堆上。在所有函數體外定義的是全域量，加了static修飾符後不管在哪
裡都存放在全域區（靜態區）,在所有函數體外定義的static變數表示在該檔案中有效，
不能extern到別的檔案用，在函數體內定義的static表示只在該函數體內有效。另外，
函數中的"adgfdf"這樣的字串存放在常量區。
比如：
int a = 0; 全域初始化區
char *p1; 全域未初始化區
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc";棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456"; 123456在常量區，p3在棧上。
static int c =0； 全域（靜態）初始化區
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得來得10和20位元組的地區就在堆區。
strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"12345
6"最佳化成一塊。
}
還有就是函數調用時會在棧上有一系列的保留現場及傳遞參數的操作。
棧的空間大小有限定，vc的預設是2M。棧不夠用的情況一般是程式中分配了大量數組和
遞迴函式層次太深。有一點必須知道，當一個函數調用完返回後它會釋放該函數中所有
的棧空間。棧是由編譯器自動管理的，不用你操心。
堆是動態分配記憶體的，並且你可以分配使用很大的記憶體。但是用不好會產生記憶體流失。
並且頻繁地malloc和free會產生記憶體片段（有點類似磁碟片段），因為c分配動態記憶體時
是尋找匹配的記憶體的。而用棧則不會產生片段。
在棧上存取資料比通過指標在堆上存取資料快些。
一般大家說的堆棧和棧是一樣的，就是棧(stack)，而說堆時才是堆heap.
棧是先入後出的，一般是由高地址向低地址生長。

 

堆(heap)和棧(stack)是C/C++編程不可避免會碰到的兩個基本概念。首先，這兩個概念

都可以在講資料結構的書中找到，他們都是基本的資料結構，雖然棧更為簡單一些。

在具體的C/C++編程架構中，這兩個概念並不是並行的。對底層機器代碼的研究可以揭示

，棧是機器系統提供的資料結構，而堆則是C/C++函數庫提供的。

具體地說，現代電腦(串列執行機制)，都直接在代碼底層支援棧的資料結構。這體現

在，有專門的寄存器指向棧所在的地址，有專門的機器指令完成資料入棧出棧的操作。

這種機制的特點是效率高，支援的資料有限，一般是整數，指標，浮點數等系統直接支

持的資料類型，並不直接支援其他的資料結構。因為棧的這種特點，對棧的使用在程式

中是非常頻繁的。對子程式的調用就是直接利用棧完成的。機器的call指令裡隱含了把

返回地址推入棧，然後跳轉至子程式地址的操作，而子程式中的ret指令則隱含從堆棧中

彈出返回地址並跳轉之的操作。C/C++中的自動變數是直接利用棧的例子，這也就是為什

麼當函數返回時，該函數的自動變數自動失效的原因(因為 顏換指戳說饔們暗 狀態)。

 

和棧不同，堆的資料結構並不是由系統(無論是機器系統還是作業系統)支援的，而是由

函數庫提供的。基本的malloc/realloc/free函數維護了一套內部的堆資料結構。當程式

使用這些函數去獲得新的記憶體空間時，這套函數首先試圖從內部堆中尋找可用的記憶體空

間，如果沒有可以使用的記憶體空間，則試圖利用系統調用來動態增加程式資料區段的記憶體

大小，新分配得到的空間首先被組織進內部堆中去，然後再以適當的形式返回給調用者

。當程式釋放分配的記憶體空間時，這片記憶體空間被返回內部堆結構中，可能會被適當的

處理(比如和其他空閑空間合并成更大的空閑空間)，以更適合下一次記憶體配置申請。這

套複雜的分配機制實際上相當於一個記憶體配置的緩衝池(Cache)，使用這套機制有如下若

幹原因：

1. 系統調用可能不支援任意大小的記憶體配置。有些系統的系統調用只支援固定大小及其

倍數的記憶體請求(按頁分配)；這樣的話對於大量的小記憶體分類來說會造成浪費。

2. 系統調用申請記憶體可能是代價昂貴的。系統調用可能涉及使用者態和核心態的轉換。

3. 沒有管理的記憶體配置在大量複雜記憶體的分配釋放操作下很容易造成記憶體片段。

堆和棧的對比

從以上知識可知，棧是系統提供的功能，特點是快速高效，缺點是有限制，資料不靈活

；而棧是函數庫提供的功能，特點是靈活方便，資料適應面廣泛，但是效率有一定降低

。棧是系統資料結構，對於進程/線程是唯一的；堆是函數庫內部資料結構，不一定唯一

。不同堆分配的記憶體無法互相操作。棧空間分靜態分配和動態分配兩種。靜態分配是編

譯器完成的，比如自動變數(auto)的分配。動態分配由alloca函數完成。棧的動態分配

無需釋放(是自動的)，也就沒有釋放函數。為可移植的程式起見，棧的動態分配操作是

不被鼓勵的！堆空間的分配總是動態，雖然程式結束時所有的資料空間都會被釋放回

系統，但是精確的申請記憶體/釋放記憶體匹配是良好程式的基本要素。

可以放一塊思考
堆和棧的生長方向恰好相反，
|--------------| 低地址
| 堆 |
|--------------|
| | |
| I |
| |
| ^ |
| 棧 | 高地址
-----------------
所以電腦中的堆和棧經常時放一塊講的

nod 一般不是必要就不要動態建立，最討厭把new出來的東西當局部變數用，用萬了馬上
delete 的做法.

理由
1.棧分配比堆快，只需要一條指令就呢給配所有的局部變數
2.棧不會出現記憶體片段
3。棧對象好管理

當然，某些情況下也要那麼寫,比如
1.對象很大
2.對象需要在某個特定的時刻構造或析夠
3.類只允許對象動態建立,比如VCL的大多數類

當然，必須用堆對象時也不能躲避