栈和堆

1、数据在内存中的存放形式：

1）栈区（stack）：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。

2）堆区（heap）：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收。

3）全局区/静态区（static）：存储全局变量和静态变量，初始化的 全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。  

4）文字常量区：常量字符串就是放在这里的。   程序结束后由系统释放  

5）程序代码区：存放函数体的二进制代码。

6）寄存器区：用于保存栈顶指针和指令指针。  

2、生命周期：

外部变量=全局变量作用域：从定义处到源文件结束  生命周期：从程序执行开始-程序执行结束

局部变量作用域：函数（复合语句）内部  生命周期：从函数调用开始-函数调用结束

static局部变量作用域：函数（复合语句）内部  生命周期：从程序执行开始-程序执行结束

static全局变量作用域：被编译文件的剩余部分  生命周期：从程序执行开始-程序执行结束

   
3、堆和栈的比较  

1）申请方式    

栈：由系统自动分配。例如，声明在函数中一个局部变量int   b;  系统自动在栈(函数体内声明的局部变量)中为b开辟空间。

堆：需要程序员自己申请，并指明大小。

2）申请后系统的响应：    

栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。    

堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。    

3）申请大小的限制：    

栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此能从栈获得的空间较小。    

堆：堆是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。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。    

4）申请效率的比较：  

栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。    

堆：是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。

5）堆和栈执行的过程不同：    

栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，参数是由右往左入栈，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。   

堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。    

4、小结：    

      堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。