一、堆和棧基本概念:
<1>堆和棧(理論部分)
堆的概念:
棧的概念:
<2>堆和棧(實際代碼部分)
#include <stdio.h><malloc.h><stdlib.h> a= * main( argc, *,& MAXIN = *p = (*)malloc(MAXIN *()); printf( s_m=,& ,&
從以上代碼可知:
1.棧,就是那些由編譯器在需要的時候分配,在不需要的時候自動清楚的變量的存儲區。裡面的變量通常是局部變量、函數參數等。
2.堆,就是那些由new分配的內存塊,他們的釋放編譯器不去管,由我們的應用程序去控制,一般一個new就要對應一個delete。如果程序員沒有釋放掉,那麼在程序結束後,操作系統會自動回收。
3.自由存儲區,就是那些由malloc等分配的內存塊,他和堆是十分相似的,不過它是用free來結束自己的生命的。
4.全局/靜態存儲區,全局變量和靜態變量被分配到同一塊內存中,在以前的C語言中,全局變量又分為初始化的和未初始化的,在C++裡面沒有這個區分了,他們共同占用同一塊內存區。
5.常量存儲區,這是一塊比較特殊的存儲區,他們裡面存放的是常量,不允許修改(當然,你要通過非正當手段也可以修改)
二、堆和棧區別對比
管理方式不同:對於棧來講,是由編譯器自動管理,無需我們手工控制;
對於堆來講,釋放工作由程序員完成,容易產生memory leak(內存洩露)
空間大小不同:一般來說,在32位系統下, 堆內存可以達到4G的空間,從這個角度分析堆內存幾乎是沒有什麼限制的,
對於棧來講,一般都是有一定的空間大小的,一般棧的空間大小是1M
能否產生碎片不同:對於堆來講,頻繁的new/delete勢必會造成內存空間不連續,從而造成大量的碎片,使程序效率降低
對於棧來講,則不會存在這個問題,因為棧是先進後出的隊列,他們是一一對應的。
生長方向不同:對於堆來講,生長方向是向上的,也就是向著內存地址增加的方向;
對於棧來講,生長方向是向下的,也就是向著內存地址減小的方向增長
分配方式不同:堆是動態分配的,沒有靜態分配的堆。
棧有2種分配方式:靜態分配和動態分配。1>靜態分配是編譯器完成的,比如局部變量;2>動態分配由
alloca函數進行分配
分配效率不同:棧是機器系統提供的數據結構,計算機會在底層對棧提供支持;分隊專門的寄存器存放棧的地址,壓棧出
棧都有專門的指令執行,這就決定了站的效率比較高。
堆則是C/C++函數庫提供的,它的機制是很復雜的;例如為了分配一塊內存,庫函數會按照一定的算法在
堆內存中搜索可用的足夠大小的空間,如果沒有足夠大小的空間,就有可能調用系統功能區增加
程序數據段的內存空間,這樣就有機會分到足夠大小的內存,然後進行返回。
總結:從這裡我們可以看到,堆和棧相比,由於大量new/delete的使用,容易造成大量的內存碎片;由於沒有專門的系統支持,效率很低;由於可能引發用戶態 和核心態的切換,內存的申請,代價變得更加昂貴。所以棧在程序中是應用最廣泛的,就算是函數的調用也利用棧去完成,函數調用過程中的參數,返回地址, EBP和局部變量都采用棧的方式存放。所以,我們推薦大家盡量用棧,而不是用堆。