堆和棧的區別(bie)
時間(jian)：2018-08-09 來源：未(wei)知
對于編(bian)程初(chu)學者來(lai)說會接觸到一些難以理解的(de)名稱(cheng)，比如堆(dui)(heap)、棧(zhan)(stack)、堆(dui)棧(zhan)(stack)等(deng)。初(chu)學開(kai)發過(guo)程中往(wang)往(wang)讓人(ren)混淆(xiao)不清。今天我們來(lai)談談堆(dui)和棧(zhan)的(de)具(ju)體(ti)區(qu)別(bie)，來(lai)幫助初(chu)學者理清思(si)路(lu)。
堆和(he)棧的區(qu)別一(yi)直都(dou)是(shi)永恒的話題，為此我(wo)也查了很多的資料，以(yi)防自己的理解(jie)錯(cuo)誤(wu)，而(er)給他人造成理解(jie)偏差。
先從簡單的一個例子引出堆(dui)和棧：
void function(){
int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));
}
這是C語言開發學習過程中，必(bi)不(bu)可(ke)免要學習的(de)(de)知識(shi)，動(dong)態分(fen)配(pei)(pei)一(yi)塊空(kong)間(jian)，空(kong)間(jian)在堆(dui)區大小是40字(zi)節（32位系統中）。而定義的(de)(de)指針變量(liang)p是局部(bu)變量(liang)（在棧區中 占用4字(zi)節空(kong)間(jian)），用來存(cun)放剛剛前面(mian)動(dong)態分(fen)配(pei)(pei)的(de)(de)空(kong)間(jian)的(de)(de)首地址。可(ke)以看出，在這一(yi)句代碼中同時包含了棧和堆(dui)，如圖1所示(shi)。
圖1堆和棧
我們從以下幾個方面比較一下堆和棧：
（1）存儲內容不同
棧：在函(han)(han)數調(diao)用時，棧中存放的是函(han)(han)數中（底下(xia)是函(han)(han)數調(diao)用后的下(xia)一條指令）各(ge)個(ge)參數（局部(bu)變(bian)量）。
堆：一般是在(zai)堆的(de)頭部用一個字節(jie)存放堆的(de)大小。堆中的(de)具(ju)體內容(rong)有程(cheng)序員安排。
（2）管理方(fang)式上不同
棧：由系(xi)統自(zi)(zi)動(dong)(dong)分(fen)配(pei)空間(jian)(jian)，同(tong)時系(xi)統自(zi)(zi)動(dong)(dong)釋放空間(jian)(jian)。 例如，聲(sheng)明(ming)在函數中(zhong)一個局部(bu)變量(liang) int b; 系(xi)統自(zi)(zi)動(dong)(dong)在棧中(zhong)為b開辟空間(jian)(jian)，當對應的生存周期結束后棧空間(jian)(jian)自(zi)(zi)動(dong)(dong)釋放。
堆(dui)：需要程序(xu)員手動申(shen)請并(bing)且手動釋放(fang)，并(bing)指明(ming)大小(xiao)，在C語言中(zhong)malloc函(han)數(shu)申(shen)請，釋放(fang)free函(han)數(shu)，在C++中(zhong) new和delete實現。
（3）空間大小不同
棧：獲取空(kong)間較小。在Windows下,一(yi)般大小是(shi)1M或2M，當(dang)剩(sheng)余(yu)棧空(kong)間不(bu)足時，分(fen)配失敗overflow。
堆：獲得空間根據(ju)系統的(de)有效虛擬內存有關，比較靈活(huo)，比較大。
（4）能否(fou)產生碎片(pian)不(bu)同(tong)
棧：不會產生(sheng)碎片，空間(jian)連續。
堆：采用的是鏈(lian)表的存儲方式，會產生碎片。
（5）生長方向不(bu)同
棧： 向低地址擴展的(de)(de)數據結構，是一塊連續(xu)的(de)(de)內存的(de)(de)區域(yu)。
堆： 向高(gao)地(di)(di)址擴展的(de)(de)數據結構(gou)，是不連續的(de)(de)內存區域。這是由(you)于系統是用(yong)鏈表來存儲的(de)(de)空閑內存地(di)(di)址的(de)(de)，自然是不連續的(de)(de)，而鏈表的(de)(de)遍歷方向是由(you)低地(di)(di)址向高(gao)地(di)(di)址。
（6）分配方式(shi)不(bu)同
棧：有2種分配方式：靜態(tai)分配和動態(tai)分配，靜態(tai)由編譯器完成，例如局(ju)部(bu)變量；動態(tai)由alloca函數實現，并且編譯器會進行(xing)釋放(fang)。
堆(dui)： 都是動態分配的(de)，沒有靜態分配的(de)堆(dui)。
（7）分配效率不同(tong)
棧：由系統自動分配，速度較快。但程序員(yuan)是無法控制的(de)。
堆：由new分配的內存，一般(ban)速(su)度比較慢，而且容易產生內存碎(sui)片,不過用起(qi)來方便(bian)。
以上是棧和(he)堆(dui)幾個方面(mian)(mian)的不(bu)同，希望通(tong)過上面(mian)(mian)的資料可以幫助初(chu)學者分清堆(dui)和(he)棧。
