堆变量和栈变量

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1、全局，静态，new产生的变量都在堆中动态分配的变量在堆中分配局部变量在栈里分配函数中声明的变量在栈中用了 new 标示符在堆中全局变量和static变量都在全局区程序为栈变量分配动态内存，在程序结束时为栈变量分配的空间将自动释放;而 为堆变量分配的空间则不会自动释放，若在程序中没有没有释放堆变量，它将一 直占用系统内存。堆栈是一种执行“后进先出”算法的数据结构。设想有一个直径不大、一端开口一端封闭的竹筒。有若干个写有编号的小球，小 球的直径比竹筒的直径略小。现在把不同编号的小球放到竹筒里面，可以发现一 种规律：先放进去的小球只能后拿出来，反之，后放进去的小球能够先拿出来。 所以“先进后出”就是

2、这种结构的特点。堆栈就是这样一种数据结构。它是在内存中开辟一个存储区域，数据一个一个顺 序地存入（也就是“压入push”）这个区域之中。有一个地址指针总指向最 后一个压入堆栈的数据所在的数据单元，存放这个地址指针的寄存器就叫做堆栈 指示器。开始放入数据的单元叫做“栈底”。数据一个一个地存入，这个过程叫 做“压栈”。在压栈的过程中，每有一个数据压入堆栈，就放在和前一个单元 相连的后面一个单元中，堆栈指示器中的地址自动加1。读取这些数据时，按照 堆栈指示 器中的地址读取数据，堆栈指示器中的地址数自动减 1。这个过程叫 做“弹出pop”。如此就实现了后进先出的原则。堆栈是计算机中最常用的一种数据结构

3、，比如函数的调用在计算机中是用堆栈实 现的。堆栈可以用数组存储，也可以用以后会介绍的链表存储。 下面是一个堆栈的结构体定义，包括一个栈顶指针，一个数据项数组。栈顶指针 最开始指向-1,然后存入数据时，栈顶指针加1，取出数据后，栈顶指针减1。#define MAX_SIZE 100typedef int DATA_TYPE;struct stackDATA_TYPE dataMAX_SIZE;int top;在C+中，内存分成5个区，他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储 区和常量存储区。栈，就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清楚的变量的存 储区。里面的变量通常是局部变量

4、、函数参数等。堆,就是那些由new分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的应用程 序去控制，一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉，那么 在程序结束后，操作系统会自动回收。自由存储区，就是那些由 malloc 等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过 它是用 free 来结束自己的生命的。全局/静态存储区，全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语 言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C+里面没有这个区分了，他 们共同占用同一块内存区。常量存储区，这是一块比较特殊的存储区，他们里面存放的是常量，不允许修改 （当然，你要通过非正当手段也可以修改，而且

5、方法很多.int a;void func（int arg）static int b;int c;void *p;p = （void *）malloc（100）;a 在文件中声明是全局变量b 虽然在函数内声明,但是静态的,所以也在全局数据区c,p 是函数内声明,是栈变量arg 是参数,是栈变量p 指向的空间用 malloc 分配,是堆空间一、预备知识程序的内存分配一个由c/C+编译的程序占用的内存分为以下几个部分1、栈区（st ack）由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的 值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。2、堆区（heap） 般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可

6、能由 OS 回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表， 呵呵。3、全局区（静态区）（static），全局变量和静态变量的存储是放在一块的， 初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静 态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放4、文字常量区 常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放5、程序代码区存放函数体的二进制代码。二、例子程序 这是一个前辈写的，非常详细/main.cppint 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

7、*p3 = 123456； 1234560 在常量区，p3 在栈上。static int c =0； 全局(静态)初始化区p1 = (char *)malloc(10)；p2 = (char *)malloc(20)； 分配得来得 10 和 20 字节的区域就在堆区。strcpy(p1, 123456)； 1234560放在常量区，编译器可能会将它与 p3 所指向 的123456优化成一个地方。 二、堆和栈的理论知识2.1 申请方式stack:由系统自动分配。 例如，声明在函数中一个局部变量 int b； 系统自动在栈中 为 b 开辟空间heap:需要程序员自己申请，并指明大小，在 c 中 m

8、alloc 函数如 p1 = (char *)malloc(10)；在 C+ 中用 new 运算符如 p2 = (char *)malloc(10)； 但是注意 p1、p2 本身是在栈中的。2.2 申请后系统的响应 栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，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 结点链表中删除，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处记录本次分配的大小，这样，代码中的 delete

9、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。2.3 申请大小的限制栈：在 Windows 下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。 这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在 WINDOWS 下，栈的大小是2M (也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数)，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：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链 表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的

10、遍历方向是由低地址向 高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空 间比较灵活，也比较大。2.4 申请效率的比较： 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.另外，在 WINDOWS 下，最好的方式是用 VirtualAlloc 分配内存，他不是在堆， 也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但 是速度快，也最灵活2.5 堆和栈中的存储内容 栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的 下一条可执行语句）的地址，然后是函数

11、的各个参数，在大多数的C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。2.6 存取效率的比较char s1 = aaaaaaaaaaaaaaa;char *s2 = bbbbbbbbbbbbbbbbb;aaaaaaaaaaa 是在运行时刻赋值的；而 bbbbbbbbbbb 是在编译时就确定的； 但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串（例如堆

12、）快。 比如：i ncludevoid main（）char a = 1;char c = 1234567890;char *p =1234567890;a = c1;a = p1;return;对应的汇编代码10: a = c1;00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr ebp-0Fh0040106A 88 4D FC mov byte ptr ebp-4,cl11: a = p1;0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr ebp-14h00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr edx+100401073 88

13、 45 FC mov byte ptr ebp-4,al第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把 指针值读到 edx 中，在根据 edx 读取字符，显然慢了。2.7 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。堆和栈的区别主要分： 操作系统方面的堆和栈，如上面说的那些，不多说了。 还有就是数据结构方面的堆和栈，这些

14、都是不同的概念。这里的堆实际上指的就 是（满足堆性质的）优先队列的一种数据结构，第1 个元素有最高的优先权；栈 实际上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构。虽然堆栈，堆栈的说法是连起来叫，但是他们还是有很大区别的，连着叫只是由 于历史的原因。java 的栈和堆的区别栈（stack）与堆（heap）都是Java用来在Ram中存放数据的地方1. 栈（stack）与堆（heap）都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C+不 同，Java自动管理栈和堆，程序员不能直接地设置栈或堆。2. 栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于直接位于 CPU 中的寄存器。但缺 点是，存在栈中的数据大小与生存期必须

15、是确定的，缺乏灵活性。另外，栈数据 可以共 享，详见第 3 点。堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必 事先告诉编译器， Java 的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点 是，由于要 在运行时动态分配内存，存取速度较慢。3. Java 中的数据类型有两种。一种是基本类型（primitive types）,共有 8 种，即 int, short, long, byte, floa t, double, boolean, char（注意，并没有st ring的基本类型）。这种类型 的定义是通过诸如int a = 3; long b = 255L的形式来定义的，称为自动变量。 值得注意的是，自动变量存的是字面值，不是类的实例，即不是类的引用，这里 并没有类的存在。如int a = 3;这里的a是一个指向int类型的引用，指向3 这个字面值。这些字面值的数据，由于大小可知，生存期可知（这些字面值固定 定义在某个程序块里面，程序块退出后，字段值就消失了），出于追求速度的原 因，就存在于栈中。另外，栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同 时定义：