学习笔记（一）堆栈储存 和 程序储存 的不同

堆栈储存和程序存储是计算机内存中两种不同的存储方式，它们有不同的用途、管理方式和特性。以下是它们之间的主要区别：

1. 堆栈储存（Stack vs. Heap）

栈和堆都是程序运行时用来存储数据的内存区域，但它们的用途、管理方式和存储数据的类型不同。

栈（Stack）

• 用途：栈主要用于存储局部变量、函数参数、返回地址等信息。它在程序执行时自动管理内存。
• 管理方式：栈是按照先入后出（LIFO）的顺序自动分配和释放内存。每次函数调用时，局部变量和返回地址被压入栈，函数返回后这些数据会自动从栈中弹出。
• 分配与释放：内存分配速度非常快，因为它由操作系统或编译器自动管理。当函数结束时，栈上的内存会自动释放。
• 内存大小：栈的大小通常有限（例如几MB），因此适合存储小而短期的变量或数据结构。
• 生命周期：栈上分配的变量生命周期较短，局限于函数调用期间。函数返回后，栈上的数据会自动释放。

堆（Heap）

• 用途：堆主要用于存储需要动态分配的内存，比如动态数组、对象等。这些数据的大小可能无法在编译时确定。
• 管理方式：堆的内存由程序员手动分配和释放。典型的操作包括malloc()和free()（C语言）或new和delete（C++）。
• 分配与释放：内存分配相对较慢，因为它需要查找合适大小的内存块。释放内存则需要程序员主动进行，否则会导致内存泄漏。
• 内存大小：堆的大小通常比栈大得多，可以占用系统可用内存的大部分。
• 生命周期：堆上分配的内存可以比栈上的存活时间更长，直到程序员显式释放它为止，甚至可以跨函数调用。

总结：

• 栈适合存储局部的、临时的数据，管理自动，性能高，但容量有限。
• 堆用于存储动态分配的数据，容量大，但需要程序员手动管理内存，性能相对较慢。

2. 程序存储（Code/Data Segments）

程序存储指的是程序在运行时，计算机内存中专门用于存储程序代码和静态数据的区域。它通常包括代码段（Code Segment）和数据段（Data Segment）。

代码段（Code Segment）

• 用途：代码段用于存储程序的可执行指令，也就是程序中的机器码。程序运行时，CPU会从代码段中读取指令并执行。
• 管理方式：代码段是只读的，程序执行期间不能修改。它由操作系统在程序启动时加载，程序员无法直接操控它。
• 分配与释放：代码段在程序启动时由操作系统分配，程序终止时自动释放。
• 生命周期：代码段的生命周期从程序启动到程序结束，一直有效。

数据段（Data Segment）

• 用途：数据段用于存储程序中的全局变量和静态变量。这类变量在程序的整个生命周期中都存在，并且存储在数据段中。
• 管理方式：数据段中的全局和静态变量由操作系统分配和管理，程序员只需要在编写代码时定义它们。
• 分配与释放：数据段的内存在程序启动时分配，并在程序结束时释放。程序员不需要手动管理数据段内的变量。
• 生命周期：数据段中的变量从程序开始到结束一直存在，生命周期较长。

3. 堆栈储存与程序存储的主要区别

4. 总结

• 栈和堆属于程序运行时的内存，用于存储动态数据和函数相关的局部变量。栈自动管理，适合短期、临时的数据，而堆则用于长生命周期的动态数据，需手动管理。
• 代码段和数据段则是程序执行时的静态存储，代码段存储程序指令，数据段存储全局和静态变量，它们的内存分配和管理由操作系统负责，程序员不直接干预。

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