【C++】016、栈和堆的区别

一、栈的堆的本质区别

堆和栈都是程序运行时数据在内存中存储的不同区域。

他们的本质区别在于管理权限权归属: 栈由编译器自动管理，堆由程序员手动管理，或由智能指针托管

二、栈与堆的六个比对

1、生命周期不同

栈：绑定作用域

• 变量在声明时创建，离开作用域{}时，立刻析构销毁，确定性强

堆：绑定手动操作

• new、malloc操作后一直存在，直到delete，free被调用或进程结束，不确定强。

2、分配方式不同

栈由编译器隐式分配：

• 直接修改栈顶指针来划分空间

堆由程序员显示申请：

• 需要调用操作系统提供的接口brk或mmap，在空闲链表中查找内存块

3、速度

栈>堆

• 栈分配仅需一条cpu指令，堆分配涉及操作系统调用，和空闲链表遍历

• 建议频繁小对象的创建操作，使用栈而不是使用new

4、大小

栈极小：默认只有1-8MB

• 栈溢出会报错 stack overflow

堆很大：

• 受系统虚拟内存限制，可达GB级别

5、碎片问题

栈无碎片：

• 严格的LIFO

堆有碎片：

• 在申请与销毁内存时造成内存缝隙

6、线程安全

栈天然线程安全：

• 每个线程拥有独立的栈空间，局部变量是线程私有的

堆默认线程不安全：

• 堆内存是所有线程共享的。

三、其他内存区域

• 除了栈和堆外，内存区域还有 静态存储区 与 常量区

• 字符串string存储位置，如果是端字符串会进行优化存储在栈上，长字符串使用堆保存

四、栈与堆在工程中的使用

使用原则：能用栈则栈，必须用堆则使用智能指针托管

• 小数据，确定的生命周期使用栈

• 大数据，多态对象，容器内部用堆

• 现代C++建议尽量不用new/delete，改为使用智能指针unique_ptr 与 make_unique来申请内存。