栈(Stack)和堆(Heap)

栈(Stack)和堆(Heap)

前面说过，我们可以把内存简单粗暴地想象成一个巨大的字节数组。事实上，它被更加合理地划分成了两部分，即栈和堆。

有些人可能已经听说过一些关于堆和栈的神秘传说，例如“栈从上往下增长，而堆则是从下往上”，或是“栈的数量很多，但堆只有一个”云云。其实这些事情都是无关紧要的。在 C 语言中，处理好栈和堆确实是件麻烦的事情，但这并不代表它们很神秘。实际上，它们只是内存中的两块不同的区域，分别用来完成不同的任务而已。

栈(The Stack)

栈是程序赖以生存的地方，所有的临时变量和数据结构都保存于其中，供你读取及编辑。每次调用一个新的函数，就会有一块新的栈区压入，并在其中存放函数内的临时变量、传入的实参的拷贝以及其它的一些信息。当函数运行完毕，这块栈区就会被弹出并回收，供其他函数使用。

我喜欢把栈想象成一个建筑工地。每次需要干点新事情的时候，我们就圈出一块地方来，放工具、原料，并在这里工作。如果需要的话，我们也可以到工地的其他地方，甚至是离开工地。但是我们所有的工作都是在自己的地方完成的。一旦工作完成，我们就把工作成果转移到新的地方，并把现在工作的地方清理干净。

堆(The Heap)

堆占据另一部分内存，主要用来存放长生命周期期的数据。堆中的数据必须手动申请和释放。申请内存使用malloc 函数。这个函数接受一个数字作为要申请的字节数，返回申请好的内存块的指针。

当使用完毕申请的内存，我们还需要将其释放，只要将 malloc 函数返回的指针传给 free 函数即可。

堆比栈的使用难度要大一些，因为它要求程序员手动调用 free 函数释放内存，而且还要正确调用。如果不释放，程序就有可能不断申请新的内存，而不释放旧的，导致内存越用越多。这也被称为内存泄漏。避免这种情况发生的一个简单有效的办法就是，针对每一个 malloc 函数调用，都有且只有一个 free 函数与之对应。这某种程度上就能保证程序能正确处理堆内存的使用。

我把堆想象成一个自助存储仓库，我们使用 malloc 函数申请存储空间。我们可以在自主存储仓库和建筑工地之间自由存取。它非常适合用来存放大件的偶尔才用一次的物件。唯一的问题就是在用完之后要记得使用 free 函数将空间归还。