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 。

### 堆内存空间的区别 #### 区别 堆作为两种不同的内存分配方式,具有各自的特点适用场景。 - **存储位置** - 通常位于进程的高地址部分,并且其增长方向是从高地址向低地址扩展。这种特性使得的操作非常快速,因为每次入或出仅需调整顶指针即可完成操作[^3]。 - 堆则位于进程的低端地址区,它是一个不连续的内存区域,可以动态地增加或减少大小。因此,相对于来说,堆上的内存管理更加复杂一些[^1]。 - **作用域与时限** - 上分配的对象一般只在其所在的作用范围内有效;当函数执行完毕后,该次调用期间创建的所有局部对象都会自动销毁并回收其所占有的栈空间。这意味着适合用于短期存在的小型数据项,比如整数、浮点数或是指向其他地方的小型结构体等[^4]。 - 对于堆而言,程序员拥有更大的控制权去决定何时分配以及释放特定数量的内存单元。一旦通过`malloc()`/`new`等方式获取了一片新的堆内存之后,直到显式地调用了相应的释放命令之前(如`free()`/`delete`),这片内存都将一直保留给应用程序使用,即使已经离开了最初请求它的那个上下文环境之外。 #### 特点 - **性能差异** - 如前所述,由于采用了更为直接高效的线性寻址模式,所以在访问速度方面明显优于堆。尤其是在频繁发生短周期内使用的临时变量的情况下,利用来进行内存分配能够显著提升程序的整体表现。 - **灵活性对比** - 尽管如此,考虑到实际应用场景的需求多样性,有时确实需要超出常规范围外更大规模甚至未知尺寸的数据容器——这时就轮到堆出场了。借助于堆所提供的高度自定义化的内存布局能力,开发者可以根据具体情况灵活调配所需资源而不必担心越界风险等问题的发生。 #### 分配方式 - **的分配** - 当一个新的子程序被执行时,操作系统会在当前活动记录之上再压入一层新的活动记录帧用来保存这次调用的相关信息(例如参数传递值、返回地址等)。每当遇到声明语句定义了一个新变量的时候,编译器便会预先计算好所需的额外字节数量并将之加入到现有顶之下形成一片可供读写的空白区间供后续处理逻辑调用。 - **堆的分配** - 相较之下,堆并没有固定的边界限制,所以任何时刻都可以随时发起一次全新的内存申请动作。不过值得注意的是,随着不断累积下来的未被及时清理掉的老化垃圾越来越多,最终可能会导致整个可用池子里只剩下零散不成片段的小块儿无法满足较大规格的新需求,这就是所谓的“内存碎片现象”。为了避免这种情况影响系统的稳定性,现代编程语言往往内置了一些专门针对此问题设计优化过的算法库来辅助完成自动化整理工作。 ```c++ // C++ 中与堆的例子 void exampleFunction(){ int stackVar; // 定义在上的变量 int* heapVar = new int(); // 动态分配在堆上的变量 delete heapVar; // 使用完成后记得手动释放 } ```
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