heap和stack的差别

heap和stack的差别

　　在进行c/c++编程时，需要程序员对内存的了解比较精准。经常需要操作的内存可分为以下几个类别。

　　栈区(stack)：由编译器自动分配和释放，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。

　　堆区(heap)：一般由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收，存放new、malloc等变量。但是它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。

　　全局区(静态区)(static)：全局变量和static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static变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。

int a = 0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
int main()
{
int b; //栈
char s[] = "abc"; //栈
char *p2; //栈
char *p3 = "123456"; //p3在栈上，123456在常量区
static int c = 0; //全局(静态)初始化区
p1 = (char*)malloc(10);
p2 = (char*)malloc(20);
//分配得来的10和20字节的区域在堆区
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
}

堆和栈的理论知识如下：

1.申请方式

　　栈：由系统自动分配

　　堆：需要程序员自己申请，并指明大小，在c中用malloc函数，c++中用new运算符。如p1 = (char *)malloc(10)，但是p1本身是在栈内的

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，否则将报异常提示栈溢出。

　　堆：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节点，然后将该节点从空闲节点链表中删除，并将该节点的空间分配给程序。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申请的大小，这样，代码中的delete语句才能正确得释放本内存空间。另外，由于找到的堆节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。即栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在windows下，栈的大学是2MB，如果申请的空间超过栈的剩余空间，将溢出。因此，能从栈获得的空间较小。

　　堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表存储空闲内存地址的，链表的遍历方向是由低地址到高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。

4.申请效率比较

　　栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员无法控制

　　堆：一般速度较慢，而且容易产生内存碎片。

5.堆和栈的存储内容

　　：在函数调用时，第一个进栈的是主函数的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然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，然后是函数中的局部变量。注意静态变量不入栈。当本次函数调用结束后，栈内的变量出栈，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：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。

6.存取效率的比较

　　看上述例子中的讲解。

（最后注意和数据结构中的堆和栈是不同的概念）