浅谈堆和栈的区别

  堆和栈的区别

  在计算机领域，堆栈是一个不容忽视的概念。为什么这样说呢？第一，我们编写的c语言程序基本上都用到。第二，针对现如今的发展，不论是软件还是硬件，对内存的充分利用就是一个不小的飞跃，本人认为，写一个好的软件，如果在内存上下了功夫，我相信是很好的。因为内存的速度要比固态硬盘，机械硬盘要快的多，所以在内存上的试探就是一个巨大的提速过程。

  闲话不多说，先说两大数据结构堆和栈，栈是一种具有后进先出的数据结构，也就是说后存放的先取，先存放的后取。而堆是一种经过排序的树形数据结构，每个结点都有一个值。通常我们所说的堆的数据结构，是指二叉堆。堆的特点是根结点的值最小（最大），且根结点的两个子树也是一个堆。由于堆的这个特性，常用来实现优先队列，堆的存取是随意。

  内存中的堆区和栈区，关于内存分配，我拿c语言来说，一般情况下，程序存放在rom或flash中，运行时需要拷到内存中执行，内存会分别存储不同的信息。内存中的栈区处于相对较高的地址以地址的增长方向为上的话，栈地址是向下增长的。栈中分配局部变量空间，堆区是向上增长的用于分配程序员申请的内存空间。另外还有静态去是分配静态变量，全局变量空间的；只读区是分配常量和程序代码空间的；以及其他分区。

   来看一个例子吧！

    

main.c# include<stdio.h>int a=0;全局初始化区char *p1;全局未初始化区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);堆p2=(char *)malloc(10);堆}

  申请方式和回收方式也不同

   申请方式：栈是系统自动分配空间的，例如我们定义一个char a；系统会自动在栈上为其开辟空间。而堆则是程序员根据需要自己申请的空间，例如malloc(10)；开辟十个字节的空间。由于栈上的空间是自动分配回收的，所以栈上的数据的生存周期只是在函数的运行过程中，运行后就释放掉，不可以再访问。而堆上的数据只要程序员不释放空间，就一直可以访问到，不过缺点是一旦忘记释放会造成内存泄漏。

  申请后系统的响应

  栈：只要栈的剩余空间大于所申请的空间，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出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。

  申请效率：

  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。

  堆和栈的存储内容：

  栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址，然后是函数的各个参数，在大多数c语言编译器中，参数是由右往左入栈的，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。堆中的具体内容有程序员安排。