棧與堆的區別

堆和棧的區別

 

1、預備知識—程序的內存分配

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，呵呵。

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

五、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。

 

 

例子程序

//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\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。

}

 

 

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java中用new運算符

如p2 = new char[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塊內存，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。堆中的具體內容由程序員安排。

 

 

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;

}

 

 

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。

 

看到這個寫得也不錯，能夠看看

https://www.2cto.com/kf/201302/190704.html