C語(yǔ)言編程中的“堆”和“?！逼叽蟛煌?/h1>

電子工程師?來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)整理?作者：佚名? 2019-01-04 14:14 ? 次閱讀 ? 個(gè)評(píng)論

對(duì)于編程初學(xué)者來(lái)說(shuō)會(huì)接觸到一些難以理解的名稱(chēng)，比如堆（heap）、棧（stack）、堆棧（stack）等。初學(xué)開(kāi)發(fā)過(guò)程中往往讓人混淆不清。今天我們來(lái)談?wù)劧押蜅５木唧w區(qū)別，來(lái)幫助初學(xué)者理清思路。

堆和棧的區(qū)別一直都是永恒的話題，為此我也查了很多的資料，以防自己的理解錯(cuò)誤，而給他人造成理解偏差。

先從簡(jiǎn)單的一個(gè)例子引出堆和棧：

void function（）{

int *p = （int *）malloc（10*sizeof（int））;

}

這是C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)過(guò)程中，必不可免要學(xué)習(xí)的知識(shí)，動(dòng)態(tài)分配一塊空間，空間在堆區(qū)大小是40字節(jié)（32位系統(tǒng)中）。而定義的指針變量p是局部變量（在棧區(qū)中 占用4字節(jié)空間），用來(lái)存放剛剛前面動(dòng)態(tài)分配的空間的首地址。可以看出，在這一句代碼中同時(shí)包含了棧和堆，如圖1所示。

圖1堆和棧

我們從以下幾個(gè)方面比較一下堆和棧：

（1）存儲(chǔ)內(nèi)容不同

棧：在函數(shù)調(diào)用時(shí)，棧中存放的是函數(shù)中（底下是函數(shù)調(diào)用后的下一條指令）各個(gè)參數(shù)（局部變量）。

堆：一般是在堆的頭部用一個(gè)字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。

（2）管理方式上不同

棧：由系統(tǒng)自動(dòng)分配空間，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)釋放空間。 例如，聲明在函數(shù)中一個(gè)局部變量 int b; 系統(tǒng)自動(dòng)在棧中為b開(kāi)辟空間，當(dāng)對(duì)應(yīng)的生存周期結(jié)束后?？臻g自動(dòng)釋放。

堆：需要程序員手動(dòng)申請(qǐng)并且手動(dòng)釋放，并指明大小，在C語(yǔ)言中malloc函數(shù)申請(qǐng)，釋放free函數(shù)，在C++中 new和delete實(shí)現(xiàn)。

（3）空間大小不同

棧：獲取空間較小。在Windows下，一般大小是1M或2M，當(dāng)剩余?？臻g不足時(shí)，分配失敗overflow。

堆：獲得空間根據(jù)系統(tǒng)的有效虛擬內(nèi)存有關(guān)，比較靈活，比較大。

（4）能否產(chǎn)生碎片不同

棧：不會(huì)產(chǎn)生碎片，空間連續(xù)。

堆：采用的是鏈表的存儲(chǔ)方式，會(huì)產(chǎn)生碎片。

（5）生長(zhǎng)方向不同

棧： 向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。

堆： 向高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來(lái)存儲(chǔ)的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。

（6）分配方式不同

棧：有2種分配方式：靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配，靜態(tài)由編譯器完成，例如局部變量；動(dòng)態(tài)由alloca函數(shù)實(shí)現(xiàn)，并且編譯器會(huì)進(jìn)行釋放。

堆： 都是動(dòng)態(tài)分配的，沒(méi)有靜態(tài)分配的堆。

（7）分配效率不同

棧：由系統(tǒng)自動(dòng)分配，速度較快。但程序員是無(wú)法控制的。

堆：由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片，不過(guò)用起來(lái)方便。

以上是棧和堆幾個(gè)方面的不同，希望通過(guò)上面的資料可以幫助初學(xué)者分清堆和棧。

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