栈区和堆区

之前像要用大量数据来测试各种排序算法的效率，但是在main函数内最多只能开辟几万个数的int型数组…借此我去学习了下栈和堆的知识

note：以下均是操作系统里的栈和堆，不是数据结构里面的栈和堆☯。

一.栈(stack)

1.栈用于函数调用时的内存分配，执行期间编译器自动分配和释放。
2.函数调用用于存储：局部变量、函数参数、返回值、返回地址等。

在程序的运行中，栈保存了一个函数调用所需要的维护信息，通常称为栈帧(Stack Frame)，其内容如下：

1. 函数的返回值和参数
2. 临时变量：包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量
3. 保存的上下文：包括函数调用前后需要保持不变的寄存器
   栈：高地址$\to$ 低地址
   堆：低地址$\to$ 高地址
   栈指针寄存器%esp 标记栈顶（%esp是一个32位的寄存器，里面存放着最后一个压入栈顶的项的内存地址）
   
   1.参数反序入栈
   2.局部变量顺序入栈
   

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二.堆(heap)

1.堆需要人工malloc/new 分配内存 ，再通过free/delete释放内存。
2.堆是动态分配 (即在运行时申请内存)

静态分配：在程序编译和连接时进行内存分配
动态分配：在程序运行阶段进行的内存分配

\qquad 在进程的地址空间中，除了可执行文件、共享库和栈之外。剩余的未分配的空间都可以用来作为堆空间。
\qquad 在malloc中申请的内存，在进程结束会便不会存在。因为当进程结束后，所有与进程相关的资源，包括进程的地址空间、物理内存、打开的文件、网络链接等都被操作系统关闭或者收回、所以无论malloc申请了多少内存，进程结束后都不会存在。
\qquad malloc申请的空间：如果是指虚拟空间的话，其为连续的，即每次malloc分配后返回的空间都可以看作是一块连续的地址；如果空间是指“物理空间”则并不一定联系，对于一块连续的虚拟空间来说，其可能是由若干个不连续的物理页拼凑而成。

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堆与栈的区别

1. 申请方式：栈由系统自动分配，而堆是人工分配;
2. 申请大小：栈获得的空间较小，而堆获得的空间较大;
3. 申请效率：栈由系统自动分配，速度较快，而堆一般速度比较慢;
4. 存储内容：栈在函数调用时，函数调用语句的下一条可执行语句的地址第一个进栈，然后函数的各个参数进栈，其中静态变量是不入栈的。而堆一般是在头部用一个字节存放堆的大小，堆中的具体内容是人为安排;
5. 底层：栈是连续的空间，而堆是不连续的空间。