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　thread safe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:  [Copy to clipboard] 
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//main.cpp 
int a = 0; 全局初始化区 
char *p1; 全局未初始化区 
main() 
{ 
int b; 栈 
char s[] = "abc"; 栈 
char *p2; 栈 
char *p3 = "123456"; 123456{row.content}在常量区，p3在栈上。 
static int c =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 int b; 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 

char s1[] = "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:  [Copy to clipboard] 
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void main() 
{ 
char a = 1; 
char c[] = "1234567890"; 
char *p ="1234567890"; 
a = c[1]; 
a = p[1]; 
return; 
} 
对应的汇编代码 
CODE:  [Copy to clipboard] 
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10: a = c[1]; 
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh] 
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl 
11: a = p[1]; 
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h] 
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1] 
00401073 88 45 FC mov byte ptr [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。