转:C++中堆与栈的区别

之前有篇文章讨论过C/C++中的内存存储问题:http://www.cnblogs.com/xkfz007/articles/2490175.html

这一篇是主要介绍C++中堆和栈的区别。

C++作为一款C语言的升级版本,具有非常强大的功能。它不但能够支持各种程序设计风格,而且还具有C语言的所有功能。我们在这里为大家介绍的是其中一个比较重要的内容,C++内存区域的基本介绍。

C++内存区域分为5个区域。分别是堆,栈,自由存储区,全局/静态存储区和常量存储区。

栈:由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清除的变量存储区。里面通常是局部变量,函数参数等。

堆:由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new对应一个delete。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。

自由存储区:由malloc等分配的内存块,和堆十分相似,不过它使用free来结束自己的生命。

全局/静态存储区:全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的c语言中。全局变量又分为初始化的和未初始化的,在c++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存。

常量存储区:这是一块比较特殊的存储区,里面存放的是常量,不允许修改。

C++内存区域中堆和栈的区别:

管理方式不同:栈是由编译器自动管理,无需我们手工控制;对于堆来说,释放由程序员完成,容易产生内存泄漏。

空间大小不同:一般来讲,在32为系统下面,堆内存可达到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,一般都是有一定空间大小的,例如,在vc6下面,默认的栈大小好像是1M。当然,也可以自己修改:打开工程。 project-->setting-->link,在category中选中output,然后再reserve中设定堆栈的最大值和 commit。

能否产生碎片: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。

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,它的生长方式是向下的,是向着内存地址减小的方向增长。

分配方式不同:堆都是动态分配的;栈有静态和动态两种分配方式。静态分配由编译器完成,比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行、但栈的动态分配和堆是不同的,它的动态分配由编译器进行释放,无需我们手工实现。

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++库函数提供的,机制很复杂。库函数会按照一定的算法进行分配。显然,堆的效率比栈要低得多。

进程内存中的映像,主要有代码区,堆(动态存储区,new/delete的动态数据),栈,静态存储区

内存区域地址从低到高的方向:代码区,静态存储区,堆,栈

堆”和“栈”是独立的概念平常说的“堆栈”实际上是两个概念:“堆”和“栈”。在英文中,堆是heap,栈是stack,不知道什么时候,什么原因,在中文里,这两个不同的概念硬是被搞在一起了,所以,围绕这个混合词所发生的误解和争执这几年就没有断过。

“栈”一般是由硬件(CPU)实现的,CPU用栈来保存调用子程序(函数)时的返回地址,高级语言有时也用它作为局部变量的存储空间。
“堆”是个实实在在的软件概念,使用与否完全由编程者“显示地(explicitly)”决定,如malloc。

程序经过编译连接生成执行程序后,堆和栈的起始地址就已经确定了(具体说,是通过“连接程序”),在一个具有反向增长的栈的CPU上,数据空间可表示如下:

低    ->|-----------------|
      | 全局量(所有已初始化量 .data, |
      | 未初始化量 .bss )       |
  堆起始->|-----------------|
      |    堆向高地址增长      |
      |                 |
      |                 |
      |     自由空间        |
      |                 |
      |                 |
      |    栈向低地址增长      |
高 栈起始->|-----------------|

在内存中,
“堆”和“栈”共用全部的自由空间,只不过各自的起始地址和增长方向不同 ,它们之间并没有一个固定的界限,如果在运行时,“堆”和 “栈”增长到发生了相互覆盖时,称为“栈堆冲突”,
系统肯定垮台。由于开销方面的原因,各种编译在实现中都没有考虑解决这个问题,只有靠设计者自己解决, 比如增加内存等。

来源:http://hi.baidu.com/walker20100000/blog/item/eac9c714e8c615174a90a7f0.html

http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content_all.jsp?bbs_sn=887201

 

posted @ 2012-06-22 20:12  Mr.Rico  阅读(...)  评论(...编辑  收藏