C語(yǔ)言編程中的“堆”和“棧”七大不同之處

　　對(duì)于編程初學(xué)者來(lái)說(shuō)會(huì)接觸到一些難以理解的名稱(chēng)，比如堆(heap)、棧(stack)、堆棧(stack)等。初學(xué)開(kāi)發(fā)過(guò)程中往往讓人混淆不清。今天我們來(lái)談?wù)劧押蜅５木唧w區(qū)別，來(lái)幫助初學(xué)者理清思路。

　　堆和棧的區(qū)別一直都是永恒的話(huà)題，為此我也查了很多的資料，以防自己的理解錯(cuò)誤，而給他人造成理解偏差。

　　先從簡(jiǎn)單的一個(gè)例子引出堆和棧：

　　void function(){

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

　　}

　　這是C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)過(guò)程中，必不可免要學(xué)習(xí)的知識(shí)，動(dòng)態(tài)分配一塊空間，空間在堆區(qū)大小是40字節(jié)(32位系統(tǒng)中)。而定義的指針變量p是局部變量(在棧區(qū)中 占用4字節(jié)空間)，用來(lái)存放剛剛前面動(dòng)態(tài)分配的空間的首地址。可以看出，在這一句代碼中同時(shí)包含了棧和堆，如圖1所示。

　　圖1堆和棧

　　我們從以下幾個(gè)方面比較一下堆和棧：

　　(1)存儲(chǔ)內(nèi)容不同

　　棧：在函數(shù)調(diào)用時(shí)，棧中存放的是函數(shù)中(底下是函數(shù)調(diào)用后的下一條指令)各個(gè)參數(shù)(局部變量)。

　　堆：一般是在堆的頭部用一個(gè)字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。

　　(2)管理方式上不同

　　棧：由系統(tǒng)自動(dòng)分配空間，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)釋放空間。 例如，聲明在函數(shù)中一個(gè)局部變量 int b; 系統(tǒng)自動(dòng)在棧中為b開(kāi)辟空間，當(dāng)對(duì)應(yīng)的生存周期結(jié)束后棧空間自動(dòng)釋放。

　　堆：需要程序員手動(dòng)申請(qǐng)并且手動(dòng)釋放，并指明大小，在C語(yǔ)言中malloc函數(shù)申請(qǐng)，釋放free函數(shù)，在C++中 new和delete實(shí)現(xiàn)。

　　(3)空間大小不同

　　棧：獲取空間較小。在Windows下，一般大小是1M或2M，當(dāng)剩余?？臻g不足時(shí)，分配失敗overflow。

　　堆：獲得空間根據(jù)系統(tǒng)的有效虛擬內(nèi)存有關(guān)，比較靈活，比較大。

　　(4)能否產(chǎn)生碎片不同

　　棧：不會(huì)產(chǎn)生碎片，空間連續(xù)。

　　堆：采用的是鏈表的存儲(chǔ)方式，會(huì)產(chǎn)生碎片。

　　(5)生長(zhǎng)方向不同

　　棧： 向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。

　　堆： 向高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來(lái)存儲(chǔ)的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。

　　(6)分配方式不同

　　棧：有2種分配方式：靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配，靜態(tài)由編譯器完成，例如局部變量;動(dòng)態(tài)由alloca函數(shù)實(shí)現(xiàn)，并且編譯器會(huì)進(jìn)行釋放。

　　堆： 都是動(dòng)態(tài)分配的，沒(méi)有靜態(tài)分配的堆。

　　(7)分配效率不同

　　棧：由系統(tǒng)自動(dòng)分配，速度較快。但程序員是無(wú)法控制的。

　　堆：由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片，不過(guò)用起來(lái)方便。

　　以上是棧和堆幾個(gè)方面的不同，希望通過(guò)上面的資料可以幫助初學(xué)者分清堆和棧。