C/C++中棧stack和堆heap有什么用

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概述

棧 (stack) 是為執行線程流出的內存空間. 堆 (head) 是為動態分配預留的空間.

程序運行中的棧和堆

我們以一段代碼來舉例:

#include <iostream>
using namespace std;

int a = 0;  // 全局初始化區
char *pt;  // 全局未初始化

int main() {
    int b; // b在棧區
    char s[] = "abc";  // s在棧區
    char *p1;  // 在棧區
    char *p2 = "123";  // "123"在常量區, p3在棧區
    static int c = 0;  // 全局靜態初始化區
    char *p3 = new char(65);  // 在堆區
    char *p4 = new char[10];  // 在堆區

    return 0;
}

• 棧區: 棧區是分配局部變量的空間, 處于相對較高的地址. 棧地址向下增長

• 堆區: 用于分配程序媛申請的內存空間, 是向上增長的

• 靜態數據區: 分配靜態變量, 全局變量的空間

• 只讀區: 分配常量和程序代碼

堆和棧的差異

申請方式和回收方式

棧: 棧上的空間是自動分配回收的. 生存周期只在函數的運行過程中, 運行后就釋放.

堆: 程序媛根據需要自己申請的空間, 只要程序媛不釋放空間, 就一直可以訪問到. 一旦忘記釋放會造成內存泄漏.

申請后系統的響應

棧: 只要棧的剩余空間大于所申請空間, 系統將為程序提供內存, 否則將報異常提示棧溢出. 響應速度快.

堆: 系統收到程序的申請時, 會遍歷空閑內存地址的鏈表. 尋找第一個空間大于所申請空間的堆節點. 響應速度慢.

申請效率比較

棧: 由系統自動分配, 速度較快, 程序媛無法控制.

堆: 由 new 分配, 一般速度較慢, 而且容易產生內存碎片, 不過用起來最方便.

申請大小的限制

棧: 在 Windows 下, 棧的大小是 2MB. 如果申請的空間超過棧的剩余空間時, 將提示overflow
(棧溢出).

堆: 堆的大小受限于計算機系統中有效的虛擬內存. 堆獲得的空間比較靈活, 也比較大.

堆和棧中的存儲內容

棧: 函數調用語句的下一條可執行語句的地址, 函數的各個參數, 函數中的局部變量.

堆: 具體內容由程序媛, 我們安排.

注: 當有指針數據成員時, 必須用深復制, 使其使用堆區的空間.

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