C语言编程中的“堆”和“栈”七大不同之处

对于编程初学者来说会接触到一些难以理解的名称，比如堆（heap）、栈（stack）、堆栈（stack）等。初学开发过程中往往让人混淆不清。今天我们来谈谈堆和栈的具体区别，来帮助初学者理清思路。

堆和栈的区别一直都是永恒的话题，为此我也查了很多的资料，以防自己的理解错误，而给他人造成理解偏差。

先从简单的一个例子引出堆和栈：

void function（）{

int *p = （int *）malloc（10*sizeof（int））;

}

这是C语言开发学习过程中，必不可免要学习的知识，动态分配一块空间，空间在堆区大小是40字节（32位系统中）。而定义的指针变量p是局部变量（在栈区中 占用4字节空间），用来存放刚刚前面动态分配的空间的首地址。可以看出，在这一句代码中同时包含了栈和堆，如图1所示。

图1堆和栈

我们从以下几个方面比较一下堆和栈：

（1）存储内容不同

栈：在函数调用时，栈中存放的是函数中（底下是函数调用后的下一条指令）各个参数（局部变量）。

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）管理方式上不同

栈：由系统自动分配空间，同时系统自动释放空间。 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，当对应的生存周期结束后栈空间自动释放。

堆：需要程序员手动申请并且手动释放，并指明大小，在C语言中malloc函数申请，释放free函数，在C++中 new和delete实现。

（3）空间大小不同

栈：获取空间较小。在Windows下，一般大小是1M或2M，当剩余栈空间不足时，分配失败overflow。

堆：获得空间根据系统的有效虚拟内存有关，比较灵活，比较大。

（4）能否产生碎片不同

栈：不会产生碎片，空间连续。

堆：采用的是链表的存储方式，会产生碎片。

（5）生长方向不同

栈： 向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。

堆： 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。

（6）分配方式不同

栈：有2种分配方式：静态分配和动态分配，静态由编译器完成，例如局部变量；动态由alloca函数实现，并且编译器会进行释放。

堆： 都是动态分配的，没有静态分配的堆。

（7）分配效率不同

栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。

堆：由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来方便。

以上是栈和堆几个方面的不同，希望通过上面的资料可以帮助初学者分清堆和栈。