C语言栈和堆几个方面的不同

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gaosmile 发布时间：2020-6-19 11:07

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对于编程初学者来说会接触到一些难以理解的名称，比如堆(heap)、栈(stack)、堆栈(stack)等，初学开发过程中往往让人混淆不清。

对于编程初学者来说会接触到一些难以理解的名称，比如堆(heap)、栈(stack)、堆栈(stack)等，初学开发过程中往往让人混淆不清。今天我们来谈谈堆和栈的具体区别，来帮助初学者理清思路。

堆和栈的区别一直都是永恒的话题，为此我也查了很多的资料，以防自己的理解错误，而给他人造成理解偏差。

先从简单的一个例子引出堆和栈：

void function(){

　int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));

}

这是C语言开发学习过程中，必不可免要学习的知识，动态分配一块空间，空间在堆区大小是40字节(32位系统中)。而定义的指针变量p是局部变量(在栈区中占用4字节空间)，用来存放刚刚前面动态分配的空间的首地址。可以看出，在这一句代码中同时包含了栈和堆，如图所示。

　　
我们从以下几个方面比较一下堆和栈：　　
1 存储内容不同

栈：在函数调用时，栈中存放的是函数中(底下是函数调用后的下一条指令)各个参数(局部变量)。
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 管理方式上不同

栈：由系统自动分配空间，同时系统自动释放空间。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，当对应的生存周期结束后栈空间自动释放。

堆：需要程序员手动申请并且手动释放，并指明大小，在C语言中malloc函数申请，释放free函数，在C++中 new和delete实现。　　
3 空间大小不同

栈：获取空间较小。在Windows下，一般大小是1M或2M，当剩余栈空间不足时，分配失败overflow。
　　堆：获得空间根据系统的有效虚拟内存有关，比较灵活，比较大。　　
4 能否产生碎片不同

栈：不会产生碎片，空间连续。

堆：采用的是链表的存储方式，会产生碎片。　　
5 生长方向不同

栈：向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。
　　堆：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。　　
6 分配方式不同

栈：有2种分配方式：静态分配和动态分配，静态由编译器完成，例如局部变量；动态由alloca函数实现，并且编译器会进行释放。
　　堆：都是动态分配的，没有静态分配的堆。　　
7 分配效率不同

栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
　　堆：由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来方便。　　以上是栈和堆几个方面的不同，希望通过上面的资料可以帮助初学者分清堆和栈。