12 C/C++之堆与栈

• 管理方式不同

对于栈来讲，它是由编译器自动管理的，无须手工控制；对于堆来说，它的释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。

• 空间大小不同

一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4GB的空间，从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲，一般都是有一定空间大小的。

• 碎片问题

对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而产生大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不存在这个问题，其原因还是从栈的特殊数据结构说起。栈是一个具有严明纪律的队列，其中的数据必须遵循先进后出的规则，相互之间紧密排列，绝不会留给其他数据可插入的空隙，所以都不可能有一个内存块从栈中间弹出，必须严格按照一定的顺序一一弹出。

• 生长方向

对于堆来讲，其生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向增长；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长的。

• 分配方式

堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有两种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数完成，但是栈的动态分配和堆是不同的，它的动态分配是由编译器进行释放的，无须手工释放。

• 分配效率

栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持，它会分配专门的寄存器存放栈的地址，而且压栈出栈都会有专门的指令来执行，这就决定了栈的效率比较高，堆则是C/C++函数库提供的，它的机制很复杂，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），则可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存了，然后返回。显然，堆的效率比栈要低很多。

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