堆和栈的区别

堆：　是大家共有的空间，分全局堆和局部堆。全局堆就是所有没有分配的空

间，局部堆就是用户分配的空间。堆在操作系统对进程初始化的时候分配，运

行过程中也可以向系统要额外的堆，但是记得用完了要还给操作系统，要不然就

是内存泄漏。堆里面一般放的是静态数据，比如　Ｓｔａｔｉｃ的数据和字符

串常量等，资源加载后一般也放在堆里面。一个进程的所有线程共有这些堆，

所以对堆的操作要考虑同步和互斥的问题。程序里面编译后的数据段都是堆的一

部分。

栈：是个线程独有的，保存其运行状态和局部自动变量的。栈在线程开始的时

候初始化，每个线程的栈互相独立，因此，栈是　threadsafe的。每个Ｃ　＋

＋对象的数据成员也存在在栈中，每个函数都有自己的栈，栈被用来在函数之

间传递参数。操作系统在切换线程的时候会自动的切换栈，就是切换　ＳＳ／Ｅ

ＳＰ寄存器。栈空间不需要在高级语言里面显式的分配和释放。

堆和栈的区别

一、预备知识—程序的内存分配
一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分：
1、栈区（stack）—由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量

的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区（heap）—一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时

可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表

。

3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的

，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化

的静态变量在相邻的另一块区域。-程序结束后由系统释放。

4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放。

5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

二、例子程序
CODE:[Copytoclipboard]
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//main.cpp
inta=0;全局初始化区
char*p1;全局未初始化区
main()
{
intb;栈
chars[]="abc";栈
char*p2;栈
char*p3="123456";123456{row.content}在常量区，p3在栈上。
staticintc=0；全局（静态）初始化区
p1=(char*)malloc(10);
p2=(char*)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1,"123456";123456{row.content}放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的

"123456"优化成一个地方。
}
二、堆和栈的理论知识
2.1申请方式
stack:
由系统自动分配。例如，声明在函数中一个局部变量intb;系统自动在栈中

为b开辟空间
heap:
需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数
如p1=(char*)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2=(char*)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在栈中的。


2.2
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所申请空间的堆结点，然后将该

结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，这样，代码中的

delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定

正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

2.3申请大小的限制
栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这

句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，

栈的大小是2M（也可能是1M，它是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间

超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小
。
堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链

表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向

高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空

间比较灵活，也比较大。


2.4申请效率的比较：
栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆是由new分配的内存，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.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也

不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是

速度快，也最灵活。

2.5堆和栈中的存储内容
栈：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。
堆：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

。

2.6存取效率的比较

chars1[]="aaaaaaaaaaaaaaa";
char*s2="bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；
但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如：
CODE:[Copytoclipboard]
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voidmain()
{
chara=1;
charc[]="1234567890";
char*p="1234567890";
a=c[1];
a=p[1];
return;
}
对应的汇编代码
CODE:[Copytoclipboard]
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10:a=c[1];
004010678A4DF1movcl,byteptr[ebp-0Fh]
0040106A884DFCmovbyteptr[ebp-4],cl
11:a=p[1];
0040106D8B55ECmovedx,dwordptr[ebp-14h]
004010708A4201moval,byteptr[edx+1]
004010738845FCmovbyteptr[ebp-4],al
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指

针值读到edx中，在根据
edx读取字符，显然慢了。


2.7小结：
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：
使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），

吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好

处是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是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。