堆栈的区别

两次面试都被问到的问题

说说堆栈的区别

1.数据结构：

堆其实就是树（如堆排序），一些数据结构比如说优先队列，它的底层其实就是用堆来实现的。

栈（数据结构），一种先入后出的数据结构。

2.堆栈空间分配

栈（操作系统），由操作系统自动分配和释放，存放函数参数，局部变量等。操作方式类似于数据结构的栈

堆（操作系统），由程序员进行分配和释放，若程序员不释放，则最后可能会由操作系统进行回收。操作方式类似于数据结构中的链表

3.堆栈缓存方式

栈使用一级缓存，通常被调用时处于存储空间，调用完毕立即释放。

堆存放在二级缓存，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定（并不是一成为孤儿对象就能被回收）。调用这些对象的速度相对更低。

1.管理方式不同：

对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。

2.空间大小不同：

一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间，从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。

但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的，例如，在VC6下面，默认的栈空间大小是1M（2M）

3.能否产生碎片不同“”

对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。

栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出，在他弹出之前，在他上面的后进的栈内容已经被弹出

4.生长方向不同：

对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；

对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长。

5.分配方式不同：

堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。

6.分配效率不同：

栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。

其实后来才明白，所谓堆栈的区别主要就是指内存管理中堆栈的区别

可以从以下几个方面讨论

1. 申请方式不同

栈是由操作系统进行分配以及释放

堆是由程序员进行分配以及释放并且要指定申请空间的大小，若没有释放，则程序结束后由系统回收

2.申请后系统的响应不同

当所申请的空间大于栈中剩余空间时候，则操作系统自动分配内存，否则栈溢出

堆：用一个链表用来记录空闲地址，当在链表中找到第一个大于所申请空间的结点，则将该结点从链表中删除，多余的内存会被回收（容易产生内存碎片）；

3.申请的大小不同

栈：从高位地址扩展，也就说，栈的最大地址以及栈的容量是确定的，一般为1M或者2M

堆：从低地址

4.申请后的响应速度不同

5.堆和栈所存储内容不同

6.存取效率不同