堆和棧的對比

一個由C/C++編譯的程序佔用的內存分爲如下幾個部分
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。其操做方式相似於數據結構中的棧。
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OS回收 。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式卻是相似於鏈表。
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(BSS)。 - 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
五、程序代碼區— 存放函數體的二進制代碼。

2、例子程序
這是一個前輩寫的，很是詳細
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化區
char *p1; 全局未初始化區
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。
}

2、堆和棧的理論知識
2.1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量 int b; 系統自動在棧中爲b開闢空間
heap:
須要程序員本身申請，並指明 大小，在c中malloc函數
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如p2 = (char *)malloc(10);
可是注意p一、 p2自己是在棧中的。

2.2
申請後系統的響應
棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將爲程序提供內存，不然將報異常 提示棧溢出。
堆：首先應該知道操做系統有一個記錄空閒內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，
會遍歷該鏈表，尋找第一 個空間大於所申請空間的堆結點，而後將該結點從空閒結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程序，另外，對於大多數系統，會在這塊內存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內存空間。 另外，因爲找到的堆結點的大小不必定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分從新放入空閒鏈表中。

2.3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。

2.4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。

2.5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。

2.6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：
#include
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。

2.7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，並且自由度大。
一、內存分配方面：

    堆：一 般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式是相似於鏈表。可 能用到的關鍵字以下：new、malloc、delete、free等等。

    棧：由編譯器(Compiler)自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變量的值等。其操做方式相似於數據結構中的棧。

二、申請方式方面：

    堆：須要程序員本身申請，並指明大小。在c中malloc函數如p1 = (char *)malloc(10)；在C++中用new運算符，可是注意p一、p2自己是在棧中的。由於他們仍是能夠認爲是局部變量。

    棧：由系統自動分配。 例如，聲明在函數中一個局部變量 int b；系統自動在棧中爲b開闢空間。

三、系統響應方面：

    堆：操做系統有一個記錄空閒內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第 一個空間大於所申請空間的堆結點，而後將該結點從空閒結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程序，另外，對於大多數系統，會在這塊內存空間中的首地址處 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內存空間。另外因爲找到的堆結點的大小不必定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘 的那部分從新放入空閒鏈表中。

    棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將爲程序提供內存，不然將報異常提示棧溢出。

四、大小限制方面：

    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。由此可 見，堆得到的空間比較靈活，也比較大。

    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，棧的大小是固定的（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。

五、效率方面：

    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。

    棧：由系統自動分配，速度較快。 但程序員是沒法控制的。

六、存放內容方面：

    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。

    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，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。

七、存取效率方面：

    堆：char *s1 = "Hellow Word"；是在編譯時就 肯定的；

    棧：char s1[] = "Hellow Word"； 是在運行時賦值的；用數組比用指針速度要快一些，由於指針在底層彙編中須要用edx寄 存器中轉一下，而數組在棧上直接讀取。