总述
C++中堆和栈主要有以下几点不同:
- 管理方式不同
- 空间大小不同
- 能否产生碎片不同
- 生长方向不同
- 分配方式不同
- 分配效率不同
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管理方式:对于栈来讲,是由编译器自动管理,无需手动控制;对于堆来说,分配和释放都是由程序员控制的。
空间大小:总体来说,栈的空间是要小于堆的。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,一般是有一定的空间大小的。
碎片问题:对于堆来讲,由于分配和释放是由程序眼控制的(利用new/delete 或 malloc/free),频繁的操作势必会造成内存空间的不连续,从而造成大量的内存碎片,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数据结构,在某一对象弹出之前,它之前的所有对象都已经弹出。
生长方向:对于堆来讲,生长方向是向上的,也就是沿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,也就是沿着内存地址减小的方向增长。
分配方式:堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。栈有两种分配方式: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alloca函数进行分配,但是栈的动态分配和堆是不同的,它的动态分配是由编译器实现的,无需我们手工实现。
分配效率: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很高。堆则是C/C++函数提供的,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,堆的效率要比栈底的多。
参考文献
http://www.cnblogs.com/hanyonglu/archive/2011/04/12/2014212.html