Two ways of using memory: Stack and Heap

栈（stack）堆（heap）
栈是存放函数返回地址、参数、局部变量的。  
堆是程序可以自由操作的内存，使用时先申请，用完之后释放，如何使用完全由程序代码控制。

 

栈在汇编代码中表示成PUSH   POP，用的是ESS段，SP寄存器  
而堆不是，是在内存中读写，EDS段，

 

C++包括两种被应用程序管理的内存区域:一种称为栈(stack),另一种称为堆(heap)。  
stack是函数被调用时自动分配的一块内存区域，它主要用于保留函数内使用的变量及函数调用位置处下一条代码的地址。  
stack是后进先出，一个可变的指针指向stack的顶部。  
本质上，当一个函数被程序调用时，当前的执行地址被放入stack,如果有参数传递到函数内，这些参数也被压入stack,如果函数内有变量，它们也被压入stack,如果函数执行时调用另一个函数，重复上面的过程。  
当从函数返回时，stack指针指向存放先前执行地址的位置，也就是说，stack空间内分配的元素已被删除。这就是为什么函数内的变量此时无效，因为它们已经被推出了stack,另外要注意的是，声明一个静态变量，它没有进入stack中。  
另一种由应用程序管理的内存区域是堆(heap),heap是储存应用程序的内存分配需求，并且分离于程序代码和stack,heap中分配的对象的总的空间受限于计算机系统中有效的虚拟内存。  
C程序通常使用malloc和free分配和回收heap内存，在C++中，使用new和delete.

 

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堆(heap section)
     堆节，咱学过C语言就知道，堆是存放动态分配的变量，比如malloc函数分配的内存，就是在堆上分配的，需要手动释放，否则就会内存泄露。堆的增长方向，是从内存的低址向高址增长，这个很重要

栈(stack section)
     栈节，保存函数的型参和函数的局部变量。栈的增长方向，是从内存高址向内存低址增长，与堆的增长方向相反
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函数里的变量一般是stack，用new和malloc分配的是heap  
stack是有大小限制的，heap的大小与系统虚拟内存差不多  
stack运算比heap快  
stack由编译器来管理，heap由程序员new,   malloc,   delete,   free  

简单地说，堆就是由你自己管理的，而栈是由系统管理的

效率方面

1、内存分配方面：

    堆：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，分配方式是类似于链表。可能用到的关键字如下：new、malloc、delete、free等等。

    栈：由编译器(Compiler)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、申请方式方面：

    堆：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。因为他们还是可以认为是局部变量。

    栈：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。

3、系统响应方面：

    堆：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，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。

    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。

4、大小限制方面：

    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。

    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，栈的大小是固定的（是一个编译时就确定的常数），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。

5、效率方面：

    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，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快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。

    栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。

6、存放内容方面：

    堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

    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，然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，然后是参数，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。

7、存取效率方面：

    堆：char *s1 = "Hellow Word"；是在编译时就确定的；

    栈：char s1[] = "Hellow Word"； 是在运行时赋值的；用数组比用指针速度要快一些，因为指针在底层汇编中需要用edx寄存器中转一下，而数组在栈上直接读取。