C ++ 中的栈内存和堆内存的区别

• 数据结构中的堆与栈

栈：是一种连续储存的数据结构，具有先进后出的性质。通常的操作有入栈（压栈）、出栈和栈顶元素。想要读取栈中的某个元素，就要将其之前的所有元素出栈才能完成。类比现实中的箱子一样。

堆：是一种非连续的树形储存数据结构，每个节点有一个值，整棵树是经过排序的。特点是节点的值最小（或最大），且根节点的连个子树也是一个堆。常用来实现优先队列，存取随意。

• 内存中的栈区与堆区：

一般说到内存，指的是计算机的随机储存器（RAM），程序都在这里面运行。计算机内存的大致划分如下图所示：

栈内存：由程序自动向操作系统申请分配以及回收，速度快，使用方便，但程序员无法控制。若分配失败，则提示栈溢出错误。注意：const局部变量也存储在栈区内，栈区向地址减小的方向增长。(在VS2017中是增加的)

测试代码：

//测试栈内存
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int i = 1;
	const int j = 2;
	int k = 3;
	cout << "the address of i is " << &i << endl;
	cout << "the address of j is " << &j << endl;
	cout << "the address of k is " << &k << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

VS2017结果图：

&i < &j < &k，地址增加

Sublime Text3结果图：

&i > &j > &k，地址减小

堆内存：程序员向操作系统申请一块内存，当系统收到程序的申请时，会遍历一个记录空闲内存地址的链表，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。分配的速度较慢，地址不连续，容易碎片化。此外，由程序员申请，同时也必须由程序员负责销毁，否则将导致内存泄漏。

//测试堆内存和栈内存
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int i = 1;					//存储在栈区中
	char pc[] = "hello world!";			//存储在栈区中
	const double cd = 3.14;				//存储在栈区中
	static long si = 77;				//存储在可读写区，专门用来存储全局变量和静态变量的内存
	int* pi = new int(100);				//存储在堆区中，运行时才分配内存

	cout << "the address of i is " << &i << endl;
	cout << "the address of pc is " << &pc << endl;
	cout << "the address of cd is " << &cd << endl;
	cout << "the address of si is " << &si << endl;
	cout << "the address of pi is " << pi << endl;

	delete pi;					//释放内存
	system("pause");
	return 0;
}

VS2017结果图：

Sublime Text 3结果图：

• 关于堆和栈区别的比喻

使用栈就像我们去饭馆里吃饭，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，他的好处就是快捷，但是自由度小。
使用堆就像是自己动手做 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。