C++中堆和棧的關系是什么

今天就跟大家聊聊有關C++中堆和棧的關系是什么，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結了以下內容，希望大家根據這篇文章可以有所收獲。

C++中，內存分為5個區：堆、棧、自由存儲區、全局/靜態存儲區和常量存儲區。

• 棧：是由編譯器在需要時自動分配，不需要時自動清除的變量存儲區。通常存放局部變量、函數參數等。

• 堆：是由new分配的內存塊，由程序員釋放（編譯器不管），一般一個new與一個delete對應，一個new[]與一個delete[]對應。如果程序員沒有釋放掉，        資源將由操作系統在程序結束后自動回收。

• 自由存儲區：是由malloc等分配的內存塊，和堆十分相似，用free來釋放。

• 全局/靜態存儲區：全局變量和靜態變量被分配到同一塊內存中（在C語言中，全局變量又分為初始化的和未初始化的，C++中沒有這一區分）。

• 常量存儲區：這是一塊特殊存儲區，里邊存放常量，不允許修改。

（注意：堆和自由存儲區其實不過是同一塊區域，new底層實現代碼中調用了malloc，new可以看成是malloc智能化的高級版本）

一. 堆與棧的討論：

•  管理方式：堆中資源由程序員控制（容易產生memory leak）， 棧資源由編譯器自動管理，無需手工控制。

•  系統響應：對于堆，應知道系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表，當系統收到程序申請時，遍歷該鏈表，尋找第一個空間大于申請空間的堆結點，刪    除空閑結點鏈表中的該結點，并將該結點空間分配給程序（大多數系統會在這塊內存空間首地址記錄本次分配的大小，這樣delete才能正確釋放本內存  空間，另外系統會將多余的部分重新放入空閑鏈表中）。對于棧，只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統為程序提供內存，否則報異常提示棧出。

•  空間大小： 堆是不連續的內存區域（因為系統是用鏈表來存儲空閑內存地址，自然不是連續的），堆大小受限于計算機系統中有效的虛擬內存（32bit  系統理論上是4G），所以堆的空間比較靈活，比較大。棧是一塊連續的內存區域，大小是操作系統預定好的，windows下棧大小是2M（也有是1M，在  編譯時確定，VC中可設置）。

•  碎片問題：對于堆，頻繁的new/delete會造成大量碎片，使程序效率降低。 對于棧，它是一個先進后出的隊列，進出一一對應，不會產生碎片。

•  生長方向：堆向上，向高地址方向增長。棧向下，向低地址方向增長。

•  分配方式： 堆都是動態分配（沒有靜態分配的堆）。棧有靜態分配和動態分配，靜態分配由編譯器完成（如局部變量分配），動態分配由alloca函數  分    配，但棧的動態分配的資源由編譯器進行釋放，無需程序員實現。

•  分配效率：堆由C/C++函數庫提供，機制很復雜。所以堆的效率比棧低很多。棧是極其系統提供的數據結構，計算機在底層對棧提供支持，分配專門  寄存  器存放棧地址，棧操作有專門指令。

二. 程序示例

通過下面的程序可以更好的對上面的概念進行理解。

int  b;  
//main.cpp
int  a  =  0;  //全局初始化區
char  *p1;    //全局未初始化區
main(){int  b;           //棧
char  s[]  =  "abc";   // 棧
char  *p2;         //棧
char  *p3  =  "123456";  // 123456/0在常量區，p3在棧上。
static int c = 0；      // 全局（靜態）初始化區
p1 =  (char *)malloc(10)
p2 =  (char *)malloc(20)  // 分配得來得10和20字節的區域就在堆區。
strcpy(p1, "123456");    // 123456/0放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。
}

看完上述內容，你們對C++中堆和棧的關系是什么有進一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關內容，請關注億速云行業資訊頻道，感謝大家的支持。