C++堆和栈的区别与联系讲解

"C++堆和栈的区别与联系讲解" C++中，内存分为五个区：堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。栈是由编译器在需要时自动分配，不需要时自动清除的变量存储区，通常存放局部变量、函数参数等。堆是由new分配的内存块，由程序员释放（编译器不管），一般一个new与一个delete对应，一个new[]与一个delete[]对应。 堆和栈的区别在于管理方式、系统响应、空间大小、碎片问题、生长方向和分配方式等方面。堆中资源由程序员控制，容易产生memory leak，栈资源由编译器自动管理，无需手工控制。堆的空间大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存，而栈是一块连续的内存区域，大小是操作系统预定好的。 在碎片问题方面，堆的频繁new/delete会造成大量碎片，使程序效率降低，而栈是一个先进后出的队列，进出一一对应，不会产生碎片。堆向上，向高地址方向增长，而栈向下，向低地址方向增长。在分配方式方面，堆都是动态分配（没有静态分配的堆），栈有静态分配和动态分配，静态分配由编译器完成，动态分配由alloca函数分配。 在分配效率方面，堆由C/C++函数库提供，机制很复杂，因而效率比栈低很多。栈是极其系统提供的数据结构，计算机在底层对栈提供支持，分配专门寄存器存放栈地址，栈操作有专门指令。 通过程序示例，可以更好地理解堆和栈的概念。例如，全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，常量存储区是一块特殊存储区，里边存放常量，不允许修改。malloc和new的区别在于malloc是C语言的标准库函数，而new是C++的运算符，new底层实现代码中调用了malloc，new可以看成是malloc智能化的高级版本。 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。