堆和栈的区别还有啥建立在堆上啥建立在栈上

Posted 2023-04-15

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了堆和栈的区别还有啥建立在堆上啥建立在栈上相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

栈（操作系统）：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
栈使用的是一级缓存，
他们通常都是被调用时处于存储空间中，调用完毕立即释放
堆（操作系统）：
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，分配方式倒是类似于链表。
堆则是存放在二级缓存中，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定（并不是一旦成为孤儿对象就能被回收）。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些
堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序
栈（数据结构）：一种后进先出的数据结构
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。
形象来说，栈就是一条流水线，而流水线中加工的就是方法的主要程序，在分配栈时，由于程序是自上而下顺序执行，就将程序指令一条一条压入栈中，就像流水线一样。而堆上站着的就是工作人员，他们加工流水线中的商品，由程序员分配：何时加工，如何加工。而我们通常使用new运算符为对象在堆上分配内存（C#），堆上寻找对象的任务交给句柄，而栈中由栈指针管理参考技术A ios中堆和栈的区别
管理方式：
对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来讲，释放工作有程序员控制，容易产生memory
leak。
申请大小：
栈：在windows下，栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存区域。这句话的意思是栈顶上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1m，总之是编译器确定的一个常数），如果申请的空间超过了栈的剩余空间时候，就overflow。因此，能获得栈的空间较小。
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。堆的大笑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。
碎片的问题：
对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存快从栈中弹出。
分配方式：
堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有两种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配是有alloc函数进行分配的，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配由编译器进行释放，无需我们手工实现。
分配效率：
栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层堆栈提供支持，分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是c/c++函数库提供的，他的机制是很复杂的。

堆和栈的区别——详解

一、程序内存划分

基础补充一个程序所占用的内存主要分为一下几部分：栈、堆、文字常量区、代码区、全局区。

1.1 栈区

一般由编译器自动分配和释放，存放函数的变量、局部变量等。执行函数时内部局部变量在栈上创建，函数执行完成后栈上所占用的资源自动释放。栈运算在处理器的指令集上，效率高，但分配容量有限。

1.2 堆区

可以人为动态分配，程序在调用malloc和new时根据需求申请，但也要人为的使用free或delete进行释放。使用起来灵活，但效率不高。如果不人为的释放容易引起内存泄漏。

1.3 文字常量区

常量字符串就是放在这里的，程序（进程）结束后由系统释放。

1.4全局区

内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static 变量。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（进程）结束后有系统释放。

1.5 程序代码区

存放函数体的二进制代码。

示例程序：（我是搬运工）

#include <cstdlib>
#include <iostream>
 
int a = 0;  // 全局初始化区
char *p1;   // 全局未初始化区
 
int main(int argc, char* argv[])

    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    
    int b;              // 栈
    char s[] = "abc";   // 栈
    char *p2;           // 栈
    
    // 123456/0在常量区，p3在栈上。
    char *p3 = "123456";
    
    // 全局（静态）初始化区
    static int c = 0;
    
    // 分配得来得10和20字节的区域就在堆区
    p1 = (char*)malloc(10);
    p2 = (char*)malloc(20);
    
    // 123456/0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。
    strcpy(p1, "123456");
    
    return EXIT_SUCCESS;