栈与堆的区别

简介: 栈与堆的区别

一、程序的内存分配方式不同

栈区(stack):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的栈。

堆区(heap):一般是由程序员分配释放,若程序员不释放的话,程序结束时可能由OS回收,值得注意的是他与数据结构的堆是两回事,分配方式倒是类似于数据结构的链表。


二、申请方式不同

stack 由系统自动分配,heap 需要程序员自己申请。

C 中用函数 malloc分配空间,用 free 释放,C++用 new 分配,用 delete 释放。


三、申请后系统的响应不同

栈:只要栈的剩余空间大于所申请的空间,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内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请的空间的堆结点,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 或 free 语句就能够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,系统会将多余的那部分重新放入空闲链表中。


四、 申请的大小限制不同

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,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,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,这是由于系统是由链表在存储空闲内存地址,自然堆就是不连续的内存区域,且链表的遍历也是从低地址向高地址遍历的,堆得大小受限于计算机系统的有效虚拟内存空间,由此空间,堆获得的空间比较灵活,也比较大。


五、申请的效率不同

栈:栈由系统自动分配,速度快,但是程序员无法控制。

堆:堆是有程序员自己分配,速度较慢,容易产生碎片,不过用起来方便。


六、堆与栈的存储内容不同

栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令的地址,然后函数的各个参数,在大多数的 C 编译器中,参数是从右往左入栈的,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。

堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小,具体内容由程序员安排。


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