【高质量C++/C总结6】内存管理——堆（stack）栈（heap）

关注

原创最新推荐文章于 2026-09-25 15:27:08 发布 633 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

C++ STL容器适配器：stack、queue、priority_queue原理与实现在C++标准模板库（STL）中，容器适配器是一种基于设计模式的重要组件，它通过封装现有序列容器来提供特定的数据访问语义。其核心原理是适配器模式，即在不修改原有容器接口的基础上，通过限制和重新组合操作，实现栈（LIFO）、队列（FIFO）和优先级队列等特定数据结构。这种设计不仅提升了代码的复用性和安全性，还通过底层容器的灵活选择优化了性能。例如，stack默认基于deque实现，避免了vector扩容时的数据搬迁开销；priority_queue则基于vector和堆算法，高效支持按优先级调度。在工程实践中，阅读详情

说在开始：

我提炼了《C++ Primer》、《侯捷C++》、《高质量程序设计指南——C/C++语言》等资料中的重要部分，并总结成此博文。其中涉及到许多我个人对C++的理解，如若有不合理之处，还请朋友们多多指出，我会虚心接受每一个建议。

作者：尹豆（憨豆酒），联系我yindou97@163.com，熟悉图形学，图像处理领域，本章代码： https://github.com/douysu/computer-graphics-notes

内存分配方式——堆栈（stack）和栈（heap）

堆栈（stack）

存在于某一个作用域的存储空间。在函数执行期间，函数内部分局部变量和形参都会创建在堆栈上。在函数执行结束时，存储单元会自动在堆栈中清退。由系统分配，分配速度比较快，效率比较高。一般情况不会出现错误，但是有时会出现退栈溢出。

堆（heap）

由系统提供的一块全局的内存空间，程序在运行过程中需要使用malloc或者new申请任意数量的内存，可称为动态内存分配，使用非常灵活但是也非常出现问题。

两者申请方式

void function(){
    Object a;//在堆栈（stack）
    Object *b=new Object();//在堆（Heap）
}

在这段代码中应该注意，a是存在堆中的，在函数消亡后就不可在使用，尤其注意不可以使用对象a的引用，因为引用一个不存在的对象是不太现实的。而对象b在程序的运行过程中都会存在，直到手动delete或者free后才不可以在使用。

两者申请过程

stack：只要栈还有足够的剩余空间，系统都会给程序进行分配，否则分配失败

heap：应用程序调用操作系统OS的内存管理模块，搜索其中是否含有符合要求的空闲连续字节内存块。在操作系统中，多次进行动态内存分配后，会产生许多内存碎片，操作系统可能首先需要整理内存碎片，然后才能分配成功，在这种情况下就需要很长的时间。

如果对上面的话理解起来有困难，可以参考一下书籍《操作系统》中内存管理的章节。

空间大小比较

stack：是一块内存连续区域，也就是说，栈的首地址和大小都是一开始定义好的。如果申请空间大于栈的空间就会出现溢出的现象。默认的堆空间都不大，大概是1M，2M。

heap：在操作系统中，是不连续的内存区域，是由操作系统的空闲内存链表来控制的，（关于空闲内存链表的问题，可以查看操作系统的书籍），堆的大小由虚拟内存影响，堆的申请空间比较大，但是有时申请速度可能比堆慢。

堆栈中的存取内容

stack：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。

heap：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。