分配在堆上仍是分配在棧上及其區別

1.問題情景：由c#的string的變量分配在堆上，而不是分配在棧上引發的內容回顧。

　　註釋：c#的string類型是引用類型，不一樣於int，float等值類型。

2.解析：

轉載：http://blog.sina.com.cn/s/blog_74f586a50100sv6m.html

一、棧區（stack）

由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變量的值等，內存的分配是連續的，相似於平時咱們所說的棧，若是還不清楚，那麼就把它想成數組，它的內存分配是連續分配的，即，所分配的內存是在一塊連續的內存區域內．當咱們聲明變量時，那麼編譯器會自動接着當前棧區的結尾來分配內存．

二、堆區（heap）

通常由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時可能由操做系統回收．相似於鏈表，在內存中的分佈不是連續的，它們是不一樣區域的內存塊經過指針連接起來的．一旦某一節點從鏈中斷開，咱們要人爲的把所斷開的節點從內存中釋放．

三、全局區（靜態區）（static）

全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另外一塊區域。 程序結束後由系統釋放

四、文字常量區

常量字符串就是放在這裏的。 程序結束後由系統釋放

char *p3 = "123456"; 123456\0在常量區，p3在棧上。
static int c =0； 全局（靜態）初始化區
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得來得10和20字節的區域就在堆區。
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。

五、程序代碼區

存放函數體的二進制代碼。

先看一個例子．

char c; //棧上分配
char *p = new char[3]; //堆上分配，將地址賦給了p;

在編譯器遇到第一條指令時，計算其大小，而後去查找當前棧的空間是大於所需分配的空間大小，若是這時棧內空間大於所申請的空間，那麼就爲其分配內存空間，注意：在這裏，內在空間的分配是連續的，是接着上次分配結束後進行分配的．若是棧內空間小於所申請的空間大小，那麼這時系統將揭示棧溢出，並給出相應的異常信息．

編譯器遇到第二條指令時，因爲p是在棧上分配的，因此在爲p分配內在空間時和上面的方法同樣，但當遇到new關鍵字，那麼編譯器都知道，這是用戶申請的動態內存空間，因此就會轉到堆上去爲其尋找空間分配．你們注意：堆上的內存空間不是連續的，它是由相應的鏈表將其空間區時的內在區塊鏈接的，因此在接到分配內存空間的指定後，它不會立刻爲其分配相應的空間，而是先要計算所需空間，而後再到遍列整個堆（即遍列整個鏈的節點），將第一次遇到的內存塊分配給它．最後再把在堆上分配的字符數組的首地址賦給p.，這個時候，你們已經清楚了，p中如今存放的是在堆中申請的字符數組的首地址，也就是在堆中申請的數組的地址如今被賦給了在棧上申請的指針變量p．爲了更加形象的說明問題，請看下圖：

從上圖能夠看出，咱們在堆上動態分配的數組的首地址存入了指針p所指向的內容．

請注意：在棧上所申請的內存空間，當咱們出了變量所在的做用域後，系統會自動咱們回收這些空間，而在堆上申請的空間，當出了相應的做用域之後，咱們須要顯式的調用delete來釋放所申請的內存空間，若是咱們不及時得對這些空間進行釋放，那麼內存中的內存碎片就愈來愈多，從而咱們的實際內存空間也就會變的愈來愈少，即，孤立的內存塊愈來愈多．在這裏，咱們知道，堆中的內存區域不是連續的，仍是將有效的內存區域通過鏈表指針鏈接起來的，若是咱們申請到了某一塊內存，那麼這一塊內存區將會從連續的（經過鏈表鏈接起來的）內存塊上斷開，若是咱們在使用完後，不及時的對它進行釋放，那麼它就會孤立的開來，因爲沒有任何指針指向它，因此這個區域將成爲內存碎片，因此在使用完動態分配的內存（經過NEW申請）後，必定要顯式的對它進行DELETE刪除．對於這一點，必定要切記．．．

上面給你們陳述了它們之間的概念，對於它們倆的使用比較方面，這裏我就不能你們斷續陳述了，對於這個問題，網上一網友的文章中闡述的比較詳細，並且附帶了專業的色彩，下面的文章是部分片段．

申請大小的限制

棧：在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。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，總之是一個編譯時就肯定的常數），若是申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。所以，能從棧得到的空間較小。

堆：堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是因爲系統是用鏈表來存儲的空閒內存地址的，天然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存。因而可知，堆得到的空間比較靈活，也比較大。

 

申請效率的比較：

棧由系統自動分配，速度較快。但程序員是沒法控制的。

堆是由new分配的內存，通常速度比較慢，並且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，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內存，雖然用起來最不方便。可是速度快，也最靈活。

 

堆和棧中的存儲內容

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，而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，而後是函數中的局部變量。注意靜態變量是不入棧的。

當本次函數調用結束後，局部變量先出棧，而後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。

堆：通常是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。

 

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是在編譯時就肯定的；

可是，在之後的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字符串(例如堆)快。

好比：

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

對應的彙編代碼

10: a = c[1];

00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]

0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl

11: a = p[1];

0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]

00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]

00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al

第一種在讀取時直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據edx讀取字符，顯然慢了。

小結：

堆和棧的區別能夠用以下的比喻來看出：

使用棧就象咱們去飯館裏吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，沒必要理會切菜、洗菜等準備工做和洗碗、刷鍋等掃尾工做，他的好處是快捷，可是自由度小。

使用堆就象是本身動手作喜歡吃的菜餚，比較麻煩，可是比較符合本身的口味，並且自由度