堆区(heap)和栈区(stack)的区别(转载)

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(1)申请方式

栈区:由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量值等;

堆区:一般由程序员分配释放(使用new/delete或malloc/free),若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收;

(2)操作方式

栈区:操作方式类似于数据结构中的栈;

堆区:不同于数据结构中的堆,分配方式类似于链表。

(3)申请后系统的响应

栈区: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;

堆区: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。

(4)申请大小的限制

栈区: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。

堆区: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。

(5)申请效率的比较

栈区:系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。

堆区: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.

注意: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。

(6)堆和栈中的存储内容

栈区: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。

堆区: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。

参考资料

堆区(heap)和栈区(stack)的区别