堆和栈的区别,以及申请方式,及效率的区别

堆和栈的区别

一   申请方式

栈:操作系统自动分配,释放,存放函数的参数值,局部变量的值

堆:一般由程序员分配,释放

二    申请后系统的响应

栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将会为程序提供内存,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申请空间的堆结点,然后将该节点从空闲结点链表        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。还有就是找到的堆结点的大小不一定正好等于申请         的大小,系统会将多余的那部分重新放入空闲链表中

三   申请效率比较

栈:栈是由系统自动分配的,速度较快。但程序员是无法控制的。

堆: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

四    栈和堆中存储内容

栈:函数调用时,最先进栈的是主函数中的后一条指令的地址,然后是函数的各个参数,然后是函数的局部变量

堆:一般在堆的头部用一个字节来存放堆的大小。堆中具体内容有程序员安排。

五   用一个比喻形容下

栈:使用栈就像我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)。付钱,和吃(使用),吃完了就走,不必理会切菜,洗菜,等准备工作。他的好处就是快捷,但是自由度小

堆:使用堆就像是自己动手做自己喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己口味,而且自由度大。

### 区别 - **存储内容**:内存存储局部变量、函数调用信息等,其数据的存储是按顺序进行的,遵循先进后出原则;内存存储动态分配的对象数组等,存储方式较为灵活,不遵循特定顺序。 - **内存分配方式**:由操作系统自动分配释放,当函数调用时,系统会为函数的局部变量等在分配内存,函数执行结束后,这些内存会自动释放;需要程序员手动分配释放(在C++中使用`new``delete`,在Java中由垃圾回收机制自动处理),如果不及时释放,可能会导致内存泄漏。 - **内存空间大小**:的内存空间相对较小,通常由操作系统限制,一般为几兆到几十兆;的内存空间较大,理论上可以使用系统剩余的所有可用内存。 - **分配效率**:分配效率高,因为操作系统直接管理分配释放速度快;分配效率相对较低,因为的管理需要更复杂的算法来寻找合适的内存块。 - **数据访问效率**:上的数据访问速度快,因为的内存是连续的,CPU缓存命中率高;上的数据访问速度相对较慢,因为内存的分配是不连续的。 使用就像去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作洗碗、刷锅等扫尾工作,它的好处是快捷,但是自由度小;使用就像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[^1]。 ### 的使用方法 #### 的使用方法 在大多数编程语言中,的使用是由系统自动完成的。以下是一个简单的C语言示例,展示上局部变量的使用: ```c #include <stdio.h> void func() { // 分配的局部变量 int a = 10; printf("上局部变量 a 的值: %d\n", a); } int main() { func(); return 0; } ``` #### 的使用方法 在C语言中,使用`malloc`、`calloc`、`realloc`等函数在分配内存,使用`free`函数释放内存;在C++中,使用`new``delete`运算符;在Java中,使用`new`关键字创建对象,由垃圾回收机制自动释放内存。以下是C语言的示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { // 在分配内存 int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int)); if (ptr == NULL) { printf("内存分配失败\n"); return 1; } // 使用上的内存 *ptr = 20; printf("分配的内存存储的值: %d\n", *ptr); // 释放上的内存 free(ptr); return 0; } ```
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