2022年栈和堆的区别 .pdf

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1、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

2、 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

3、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 WIN

4、DOWS下，最好的方式是用 VirtualAlloc分配内存，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -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

5、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。=转载第二篇文章=堆和栈的区别一、预备知识?程序的内存分配一个由 c/C+编译的程序占用的内存分为以下几个部分1、栈区（stack）?由编译器自动分配释放，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、堆区（heap）

6、?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，分配方式倒是类似于链表，呵呵。3、全局区（静态区）（static）?，全局变量和静态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未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。-程序结束后有系统释放4、文字常量区?常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放5、程序代码区?存放函数体的二进制代码。二、例子程序这是一个前辈写的，非常详细/main.cpp int a=0;全局初始化区char*p1;全局未初始化区main()名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整

7、理-第 2 页，共 5 页 -int b;栈char s=abc;栈char*p2;栈char*p3=123456;123456在常量区，p3 在栈上。static int c=0；全局（静态）初始化区p1=(char*)malloc(10);p2=(char*)malloc(20);分配得来得 10 和 20 字节的区域就在堆区。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。二、堆和栈的理论知识2.1 申请方式stack: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heap:

8、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 运算符如 p2=(char*)malloc(10);但是注意 p1、p2 本身是在栈中的。2.2 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

9、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。2.3 申请大小的限制栈：在 Windows 下,栈是向低地址扩展的数据名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -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 2M（也有的说是 1M，总之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。堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区

10、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。2.4 申请效率的比较：栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。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。2.5 堆和栈中的存储内容栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条

11、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。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。2.6 存取效率的比较char s1=aaaaaaaaaaaaaaa;char*s2=bbbbbbbbbbbbbbbbb;aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；而 bbbbbbbbbbb 是在编译时就确定的；但是，在以后的存取中，在

12、栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。比如：#include void main()char a=1;char c=1234567890;char*p=1234567890;a=c1;a=p1;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -return;对应的汇编代码10:a=c1;00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr ebp-0Fh 0040106A 88 4D FC mov byte ptr ebp-4,cl 11:a=p1;0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr ebp-14h 00401070

13、 8A 42 01 mov al,byte ptr edx+1 00401073 88 45 FC mov byte ptr ebp-4,al 第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl 中，而第二种则要先把指针值读到 edx 中，在根据 edx 读取字符，显然慢了。2.7 小结：堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -