堆空间和栈空间

堆空间和栈空间
1.栈区 : 编译器自动分配释放,存放函数的参数值(这里需要注意是参数值)局部变量值等,操作方式类似于数据结构中的栈(先进后出)。
2.堆区 :一般由程序员分配释放。若程序员不释放的话,可能由os回收,但是他与数据结构中的堆是两回事,分配方式类似于数据结构中的链表。
3.全局区 :也叫静态数据内存空间,存储全局变量和静态变量,全局变量和静态变量的存储是放一块的,初始化的全局变量和静态变量放一块区域,没有初始化的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,程序结束后由系统释放。
5.程序代码区 :存放函数的二进制代码。

堆和栈的区别:
栈: 栈是低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,能从栈获得空间最小。

堆:堆是有高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域,这是由于系统是由链表存储的空闲内存地址,自然堆就是不连续的内存地址,切链表的遍历是从低地址向高地址遍历,堆大小受限于计算机系统的有效虚拟内存空间,由此空间,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

例子
看完上面这些我们来举个例子:

Dog dog=new Dog();

Dog dog;是我们声明的一个引用数据类型的变量,这时只在空间中开辟一个栈空间存储这个变量,dog=new Dog();则是我们在堆空间中开辟一个内存空间,存储这个对象,并让我们声明的引用数据类型变量指向这个堆内存空间的首地址 。

堆地址空间栈空间存在多方面的区别: ### 管理方式 由编译器自动管理,无需程序员手工控制;而堆的分配释放由程序员负责,例如使用`new`分配堆内存,使用`delete`释放堆内存,使用`malloc`分配堆内存,使用`free`释放堆内存[^3][^5]。 ### 空间大小 在Windows下,是一块连续的内存区域,顶地址最大容量系统预先规定好,能获得的空间较小;堆是不连续的内存区域,大小受限于计算机系统的有效虚拟内存空间,获得的空间比较灵活且较大,堆空间理论上有几G的空间[^1][^2]。 ### 内存碎片 由于大量`malloc()/free()`或`new/delete`的使用,堆容易造成大量的内存碎片;是先进后出的队列,不会产生内存碎片[^3]。 ### 生长方向 是向低地址扩展的数据结构,生长方向向下;堆是向高地址扩展的数据结构,生长方向向上,但后申请的内存空间不一定在先申请的内存空间后面,因为堆内存块是动态分配的[^1][^2]。 ### 分配方式 可以是静态分配动态分配,不过的动态分配由编译器释放;堆则是动态分配,由程序员手动控制释放[^3]。 ### 缓存级别 使用一级缓存,通常在被调用时处于存储空间中,调用完毕立即释放;堆存放在二级缓存中,生命周期由虚拟机的垃圾回收算法决定,调用对象的速度相对较低[^3]。 ### 分配效率 是机器系统提供的数据结构,计算机底层对提供支持,有专门寄存器存放地址,压有专门指令,效率较高;堆由C/C++函数库提供,分配时需按一定算法搜索可用空间,可能调用系统功能增加程序数据段内存空间,效率较低[^3]。 以下是一个简单的C++代码示例,展示堆的使用: ```cpp #include <iostream> int main() { // 上分配内存 int stackVar = 10; std::cout << "Stack variable value: " << stackVar << std::endl; // 堆上分配内存 int* heapVar = new int(20); std::cout << "Heap variable value: " << *heapVar << std::endl; // 释放堆上的内存 delete heapVar; return 0; } ```
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