堆和栈的区别

关于堆和栈的区别讨论，分为两种情况

（1）数据结构中的堆和栈

（2）内存分配中的堆和栈

1.内存分配中的堆和栈的作用总结：

• 栈为函数内部声明局部变量提供存储空间，自动变量
• 进行函数调用时，过程活动记录存放于栈中
• 通过malloc在堆中分配空间，该空间在调用函数结束之后仍有效

2.堆和栈的区别总结：

• 栈是由编译器在程序运行时分配的空间，由操作系统维护
• 堆是由malloc()函数分配的内存块，内存的管理由程序员手动控制，在C语言使用free()函数完成.主要区别有一下几点：

（1）管理方式不同

• 程序在运行时栈由操作系统自动管理，无须程序员手工控制；由编译器进行分配和释放
• 堆空间的申请、释放工作由程序员控制，容易产生内存泄露.malloc/free进程操作

（2）空间大小不同

• 栈是向低地址扩展，是一块连续的内存区域.即栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，当申请的空间超过栈的剩余空间时，将出现栈溢出错误.
• 堆是向高地址扩展，是不连续的内存区域.因为系统是用链表来存储空闲内存地址的，且链表的遍历方向是由低地址高地址.

（3）产生碎片不同

• 对于堆来说，频繁的malloc/free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.
• 对于栈来说，一定是连续的物理内存空间.

（4）增长方式不同

• 在X86平台上，堆的增长方向是向上，即向着内存地址增加的方向；
• 栈的增长方向是向下的，即向着内存地址减小的方向.

（6）分配效率不同

• 栈是系统提供的，操作系统会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都是专门的指令执行.
• 堆则是C函数库提供的，它的机制很复杂，例如为了分配一块内存，则需要操作系统重新整理内存，搜索整理内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后返回.显然，堆的效率比栈要低的多.