大佬教程收集整理的这篇文章主要介绍了堆栈系列——堆和栈的概念和联系二，大佬教程大佬觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。
虽说我们经常把堆栈放在一起称呼，但是不可否认的是，堆栈实际上是两种数据结构：堆和栈。堆和栈都是一种数据项按序排列的数据结构。@H_801_3@
栈：相当于一个装数据的桶，具有后进先出性质的数据结构。@H_801_3@
堆：一种经过排序的树形数据结构，每个结点都有一个值。通常我们所说的堆的数据结构，是指二叉堆。堆的特点每一个子树也是一个堆。由于堆的这个特性，常用来实现优先队列，堆的存取是随意，这就如同我们在图书馆的书架上取书，虽然书的摆放是有顺序的，但是我们想取任意一本时不必像栈一样，先取出前面所有的书，书架这种机制不同于箱子，我们可以直接取出我们想要的书。@H_801_3@
注意：一般情况下，当我们说“堆栈”的时候，其实说的是“栈”！@H_801_3@
一般情况下程序存放在Rom或Flash中，运行时需要拷到内存中执行，内存会分别存储不同的信息。内存中的栈区处于相对较高的地址以地址的增长方向为上的话，栈地址是向下增长的。例如第一个栈区地址位为0x00，那么往下走的第二个地址位为0x01。@H_801_3@
栈中分配局部变量空间，堆区是向上增长的用于分配程序员申请的内存空间。@H_801_3@
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（操作系统）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。@H_801_3@
主要的区别由以下几点：@H_801_3@
1、管理方式不同：对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。@H_801_3@
2、空间大小不同：一般来讲在 32 位系统下，堆内存可以达到4G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，一般都是有一定的空间大小的，例如，在VC6下面，默认的栈空间大小是1M（好像是，记不清楚了）。当然，我们可以修改：打开工程，依次操作菜单如下：Project->SetTing->Link，在 Category 中选中 Output，然后在 Reserve 中设定堆栈的最大值和 commit。注意：reserve 最小值为 4Byte；commit 是保留在虚拟内存的页文件里面，它设置的较大会使栈开辟较大的值，可能增加内存的开销和启动时间。@H_801_3@
3、能否产生碎片不同：对于堆来讲，频繁的 new/delete 势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出，在他弹出之前，在他上面的后进的栈内容已经被弹出。@H_801_3@
4、生长方向不同：对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；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。@H_801_3@
5、分配方式不同：堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2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 malloc 函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。@H_801_3@
6、分配效率不同：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：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是 C/C++ 函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）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），就有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，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。@H_801_3@
从这里我们可以看到，堆和栈相比，由于大量 new/delete 的使用，容易造成大量的内存碎片；由于没有专门的系统支持，效率很低；由于可能引发用户态和核心态的切换，内存的申请，代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的，就算是函数的调用也利用栈去完成，函数调用过程中的参数，返回地址，EBP 和局部变量都采用栈的方式存放。所以，我们推荐大家尽量用栈，而不是用堆。@H_801_3@
@H_801_3@
堆和栈还有几点不同：@H_801_3@
1、申请后系统的响应@H_801_3@
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。@H_801_3@
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。@H_801_3@
2、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（也有的说是1M，总之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。@H_801_3@
3、申请效率的比较：@H_801_3@
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。@H_801_3@
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块内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。@H_801_3@
4、堆和栈中的存储内容@H_801_3@
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。堆中的具体内容由程序员安排。@H_801_3@
5、堆和栈上的内存操作越界@H_801_3@
1>堆内存越界主要是操作的内存超过了calloc/malloc/new等在堆上分配内存函数所分配的大小，后果导致下次calloc/malloc/new的失败，malloc失败发生_int_malloc错误（引起abort）大多是这种情况引起的；@H_801_3@
2>栈内存越界的情况大多出现在对数组的操作上，数组下标超过了数组定义的长度，后果导致覆盖其他变量。@H_801_3@
引自：https://blog.csdn.net/u013007900/article/details/79338653@H_801_3@
@H_801_3@
@H_801_3@
以上是大佬教程为你收集整理的堆栈系列——堆和栈的概念和联系二全部内容，希望文章能够帮你解决堆栈系列——堆和栈的概念和联系二所遇到的程序开发问题。
如果觉得大佬教程网站内容还不错，欢迎将大佬教程推荐给程序员好友。
本图文内容来源于网友网络收集整理提供，作为学习参考使用，版权属于原作者。
如您有任何意见或建议可联系处理。小编QQ：384754419，请注明来意。