【编程】堆（heap）和栈（stack）的区别

从C/C++的内存分配（与操作系统相关）上来说，堆（heap），栈（stack）属于内存空间的一段区域。

效率：

栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持（有专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的机器指令执行），这就决定了栈的效率比较高。

堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的。例如分配一块内存，堆会按照一定的算法，在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。总之，堆的效率比栈要低得多。

管理方式：

栈由编译器自动管理，无需人为控制，存放函数的参数值，局部变量的值等。当这个局部变量离开其作用域之后，所占用的内存则会被自动释放，因此在 C 中局部变量也叫自动变量。

堆一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 ，容易产生内存泄漏（memory leak）。、

空间大小：

栈一般有一定的空间大小（在VC6默认的栈空间大小是1M，也有默认2M的）。操作系统的栈在内存中高地址向低地址增长，也即低地址为栈顶，高地址为栈底。这就导致了栈的空间有限制，如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。

堆在32位系统下，内存可以达到4G的空间（虚拟内存的大小，有面试官问过），由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

碎片问题：

栈不存在这个问题，因为栈是先进后出，不可能有一个内存块从栈中间弹出。在该块弹出之前，在它上面的（后进的栈内容）已经被弹出。

堆频繁的 new/delete 会造成内存空间的不连续，造成大量的碎片，使程序效率降低（重点是如何解决？如内存池、伙伴系统等）。

生长方向：

栈是向低地址扩展的数据结构（先进后出），是连续的内存的区域。

堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。

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总结

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