堆栈原理

一个由c/c++编译的程序占用的内存分为以下几个部分 

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。其操作方式类似于数据结构中的栈。

 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OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式类似于链表。 

3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，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。 - 程序结束后有系统释放

 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。 

下面是一个例子：

 //main.cpp

 int a = 0; 全局初始化区

char *p1; 全局未初始化区

int main() {

 int b; //栈 

char s[] = "abc"; //栈

 char *p2; //栈

 char *p3 = "123456"; //123456\0在常量区，p3在栈上。 

static int c =0; 全局（静态）初始化区 

p1 = (char *)malloc(10); p2 = (char *)malloc(20); //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。 

strcpy(p1, "123456"); //123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。

 return 0;

 } 

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; 系统自动在栈中为b开辟空间 

堆：需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数 如p1 = (char *)malloc(10); 在C++中用new运算符 如p2 = (char *)malloc(10); 但是注意p1、p2本身是在栈中的。 

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。 

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。 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。

 知道堆栈原理，我们就可以很好地做出选择了： 

1）当要创建一个对象时，首选栈，效率远超在堆上创建。 

2）如果这个对象会作为返回值传出去，可以考虑改函数，把返回值改成一个指针参数，在外部栈创建后传进来；如果因为各种原因，不行就堆创建吧。

 3）当要创建一个变长数组，强烈建议想个MAX然后栈创建，不建议直接堆创建（有时候就是3个和8个的区别），不放心就判断一下大于MAX，特殊处理。

 4）当在类中使用多态的成员时，没办法，堆创建吧，你也可以开辟最大可能的大小然后栈创建，但何必呢，那是语言要解决的问题。

 5）如果是要创建被很多人引用的一个对象，你放在栈上可能安全也可能生命期过短，那就别惹这个麻烦，乖乖强制堆创建吧，毕竟c/c++的指针/引用没有生命期分析，你引用了失效的东西也不报错的。 

6）跨线程共享一个对象，堆创建吧，跟上面理由差不多。 一句话概述，生命期简单的用栈，就算是变长，只要变得不离谱还是用栈，其它的用堆吧。 

转自知乎