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c語言stack(棧)和heap(堆)的使用詳解

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c語言中的stack(棧)和heap(堆)應該如何使用？不懂的朋友，以下是為大家分享的c語言stack(棧)和heap(堆)的使用詳解，供大家參考借鑑，歡迎瀏覽!

　一、預備知識—程式的記憶體分配

一個由C/C++編譯的程式佔用的記憶體分為以下幾個部分

1、棧區（stack）—由編譯器自動分配釋放，存放函式的引數值，區域性變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。

2、堆區（heap）—一般由程式設計師分配釋放，若程式設計師不釋放，程式結束時可能由OS回收。注意它與資料結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似於連結串列。

3、全域性區（靜態區）（static）—全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的，初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域，未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。程式結束後由系統釋放。

4、文字常量區—常量字串就是放在這裡的。程式結束後由系統釋放。

5、程式程式碼區—存放函式體的二進位制程式碼。

　二、例子程式

複製程式碼程式碼如下:

int a=0; //全域性初始化區

char *p1; //全域性未初始化區

main()

{

intb;棧

char s[]="abc"; //棧

char *p2; //棧

char *p3="123456"; //123456在常量區，p3在棧上。

static int c=0； //全域性（靜態）初始化區

p1 = (char*)malloc(10);

p2 = (char*)malloc(20); //分配得來得10和20位元組的區域就在堆區。

strcpy(p1,"123456"); //123456放在常量區，編譯器可能會將它與p3所向"123456"優化成一個地方。

}

　　三、堆和棧的理論知識

2.1申請方式

stack:

由系統自動分配。例如，宣告在函式中一個區域性變數int b;系統自動在棧中為b開闢空間

heap:

需要程式設計師自己申請，並指明大小，在c中用malloc函式

如p1=(char*)malloc(10);

在C++中用new運算子

如p2=(char*)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在棧中的。

2.2申請後系統的響應

棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將為程式提供記憶體，否則將報異常提示棧溢位。

堆：首先應該知道作業系統有一個記錄空閒記憶體地址的連結串列，當系統收到程式的申請時，會遍歷該連結串列，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閒結點連結串列中刪除，並將該結點的空間分配給程式，另外，對於大多數系統，會在這塊記憶體空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，程式碼中的語句才能正確的釋放本記憶體空間。另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閒連結串列中。

2.3申請大小的限制

棧：在Windows下，棧是向低地址擴充套件的資料結構，是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。

堆：堆是向高地址擴充套件的資料結構，是不連續的記憶體區域。這是由於系統是用連結串列來儲存空閒記憶體地址的，自然是不連續的，而連結串列的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

2.4申請效率的.比較：

棧:由系統自動分配，速度較快。但程式設計師是無法控制的。

堆:是由new分配的記憶體，一般速度比較慢，而且容易產生記憶體碎片,不過用起來最方便。另外，在WINDOWS下，最好的方式是用Virtual Alloc分配記憶體，他不是在堆，也不是在棧,而是直接在程序的地址空間中保留一塊記憶體，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。

2.5堆和棧中的儲存內容

棧：在函式呼叫時，第一個進棧的是主函式中後的下一條指令（函式呼叫語句的下一條可執行語句）的地址，然後是函式的各個引數，在大多數的C編譯器中，引數是由右往左入棧的，然後是函式中的區域性變數。注意靜態變數是不入棧的。當本次函式呼叫結束後，區域性變數先出棧，然後是引數，最後棧頂指標指向最開始存的地址，也就是主函式中的下一條指令，程式由該點繼續執行。

堆：一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容由程式設計師安排。

2.6存取效率的比較

複製程式碼程式碼如下:

char s1[]="aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2="bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在執行時刻賦值的；而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的；但是，在以後的存取中，在棧上的陣列比指標所指向的字串(例如堆)快。比如：

#include

int main()

{

char a=1;

char c[]="1234567890";

char *p="1234567890";