堆（Heap）和栈（Stack) (转+整理)

一、程序的内存分配
1、栈区（stack）：由编译器自动分配释放；
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；
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，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

//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。 
} 

三、堆和栈的理论知识
1、申请方式
栈（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；
堆（heap） ：需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数；
例：p1 = (char *)malloc(10);注意p1本身是在栈中的。
2、申请后系统的响应
栈（stack）：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（heap） ：首先应该知道操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。
3、申请大小的限制
栈（stack）：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（Heap） ：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。
4、申请效率比较
栈（stack）：由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆（Heap） ：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快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。
5、堆和栈中的存储内容
栈（stack）： 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（Heap） ：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。
6、存取效率的比较
char s1[] = "Stack";
char *s2 = "Heap";
s1是在运行时刻赋值的，而s2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，在根据edx读取字符，显然慢了。