linux程序设计：堆和栈的区别

一、预备知识—程序的内存分配

一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分

1、栈区（stack）— 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其

*** 作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区（heap） — 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回

收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。

3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的

全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另

一块区域。 - 程序结束后由系统释放。

4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放

5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

二、例子程序

这是一个前辈写的，非常详细

//main.cpp

int a = 0 全局初始化区

char *p1 全局未初始化区

main()

{

int b 栈

char s[] = "abc" 栈

char *p2 栈

char *p3 = "123456" 123456/0在常量区，p3在栈上。

static int c =0； 全局（静态）初始化区

p1 = (char *)malloc(10)

p2 = (char *)malloc(20)

分配得来得10和20字节的区域就在堆区。

strcpy(p1, "123456") 123456/0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"

优化成一个地方。

}

二、堆和栈的理论知识

2.1申请方式

stack:

由系统自动分配。 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

heap:

需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数

如p1 = (char *)malloc(10)

在C++中用new运算符

如p2 = new char[10]

但是注意p1、p2本身是在栈中的。

2.2

申请后系统的响应

栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢

出。

堆：首先应该知道 *** 作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，

会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表

中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的

首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。

另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部

分重新放入空闲链表中。

2.3申请大小的限制

栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意

思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有

的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将

提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。

堆：堆是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。堆的大小

受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

2.4申请效率的比较：

栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。

堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是

直接在进程的地址空间中保留一块内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。

2.5堆和栈中的存储内容

栈： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可

执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈

的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。

当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地

址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。

堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。

2.6存取效率的比较

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa"

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"

aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；

而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；

但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。

比如：

#include

void main()

{

char a = 1

char c[] = "1234567890"

char *p ="1234567890"

a = c[1]

a = p[1]

return

}

对应的汇编代码

10: a = c[1]

00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]

0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl

11: a = p[1]

0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]

00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]

00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al

第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到

edx中，再根据edx读取字符，显然慢了。

2.7小结：

堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：

使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就 走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自 由度小。

使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由

随着互联网的发展，网站规模越来越大、架构越来越复杂。对Linux运维工程师要求也就越高，人才需求越大，因此，转行做Linux具有很好的发展前景，而且是越老越吃香的职业。

IT技术的学习和年龄无关，只要您有恒心，30岁学习Linux并不晚，而且Linux学习有很多方向可以选择，可以根据自身的能力选择适合自己的方向，以下是Linux的学习方向：

一、Linux的系统、网络、服务、集群、网站、网络应用方向

1. Web应用服务器；

2. Mail应用服务器；

3. 中间件或J2EE服务器；

4. 网络应用等

二、嵌入式开发、Linux应用系统开发、Linux内核驱动开发方向

1. Linux下的C/C++ 系统程序开发

2. Linux平台Java体系开发和PHP开发

3. Linux下的图形界面开发

4. Linux底层内核/驱动开发

5. 嵌入式Linux开发等。

三、Linux下的数据库方向

Linux下的数据库方向主要包括Mysql、oracle以及windows下的SQL Server及DB2等的管理。

以上是Linux学习的三个方向，在平时学习Linux的时候，可以选择其中一个方向重点学习，一个方向精通，都可以找到一个相当不错的工作！

top是栈顶。初始状态就是空栈状态此时栈顶等于栈底。压栈top变动变到50。

栈顶指针是在最上面的，栈的顺序存储空间为S(1: m)，不管出栈进栈，都是栈顶指针在移动，因为初始状态为top=m+1，所以就是开口向下的。

栈的顺序存储空间为S(1: m)，初始状态为top=m+1，如果是正常情况下，应该是1，而不是top=m+1

扩展资料：

定义：栈是限定仅在表头进行插入和删除 *** 作的线性表。要搞清楚这个概念，首先要明白”栈“原来的意思，如此才能把握本质。

"栈“者,存储货物或供旅客住宿的地方,可引申为仓库、中转站，所以引入到计算机领域里，就是指数据暂时存储的地方，所以才有进栈、出栈的说法。

首先系统或者数据结构栈中数据内容的读取与插入（压入push和 d出pop）是两回事！插入是增加数据，d出是删除数据 ，这些 *** 作只能从栈顶即最低地址作为约束的接口界面入手 *** 作 ，但读取栈中的数据是随便的没有接口约束之说。

很多人都误解这个理念从而对栈产生困惑。 而系统栈在计算机体系结构中又起到一个跨部件交互的媒介区域的作用 即 cpu 与内存的交流通道 ，

cpu只从系统给我们自己编写的应用程序所规定的栈入口线性地读取执行指令， 用一个形象的词来形容它就是pipeline（管道线、流水线）。cpu内部交互具体参见 EU与BIU的概念介绍。

栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除 *** 作的特殊线性表。它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始d出数据（最后一个数据被第一个读出来）。栈具有记忆作用，对栈的插入与删除 *** 作中，不需要改变栈底指针。

栈是允许在同一端进行插入和删除 *** 作的特殊线性表。允许进行插入和删除 *** 作的一端称为栈顶(top)，另一端为栈底(bottom)；栈底固定，而栈顶浮动；栈中元素个数为零时称为空栈。插入一般称为进栈（PUSH），删除则称为退栈（POP）。栈也称为后进先出表。

栈可以用来在函数调用的时候存储断点，做递归时要用到栈！以上定义是在经典计算机科学中的解释。

在计算机系统中，栈则是一个具有以上属性的动态内存区域。程序可以将数据压入栈中，也可以将数据从栈顶d出。在i386机器中，栈顶由称为esp的寄存器进行定位。压栈的 *** 作使得栈顶的地址减小，d出的 *** 作使得栈顶的地址增大。

栈在程序的运行中有着举足轻重的作用。最重要的是栈保存了一个函数调用时所需要的维护信息，这常常称之为堆栈帧或者活动记录。堆栈帧一般包含如下几方面的信息：

1．函数的返回地址和参数

2． 临时变量：包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量。

参考资料：百度百科-栈

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