堆和栈的区别（转过无数次的文章）

micromichael — Sat, 10 Apr 2010 05:54:00 GMT

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
操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。

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
度大。   (经典！)

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/hairetz/archive/2009/04/30/4141043.aspx

micromichael 2010-04-10 13:54 发表评论

高质量c/c++编程读书笔记(1)

micromichael — Fri, 09 Apr 2010 08:38:00 GMT

1．为防止头文件被重复利用（通常发生在#include的嵌套中），应用#ifndef/#define/#endif产生预处理块。比如要防止graphics.h的头文件被重复利用，定义#ifndef GRAPHICS_H。（为什么用大写？）。

2．好的命名规则：静态变量加前缀s_,全局变量加前缀g_，类的数据成员加前缀m_。

3．不可将bool变量直接与TRUE,FALSE或者1，0进行比较。区别于整型变量与零值比较。不可将浮点变量用“==”或“！=”与数字比较，应设法转化成“>=”或“<=”形式。应当将指针变量用“==”或“！=”与NULL比较，指针变量的零值为“空”（记为NULL）。尽管NULL的值与0相同，但两者的意义不同。（参考高质量C++编程指南4.3节）。

4．在多重循环中，如果有可能，应当将最长的循环放在最内层，最短的放在最外层，以减少CPU跨切循环层的次数。

5．如果循环体内存在逻辑判断，并且循环次数很大，宜将逻辑判断移到循环体的外面。

6． C语言用#define来定义常量（称为宏常量）。C++语言除了#define外还可以用const来定义常量（称为const常量）。在C++程序中只使用const常量而不使用宏常量，因为其相比#define来定义常量有更多的优点。Const常量有数据类型，而宏常量没有数据类型。因此编译器可以对前者进行安全检查。

7．建立在整个类中都恒定的常量：别指望const数据成员了，应该用类中的枚举常量来实现。由于const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对整个类而言是可变的，因为类可以创建多个对象，不同对象其const数据成员值可以不同。枚举常量不会占用对象的存储空间，他们在编译时被全部求值。枚举常量的缺点是它的隐含数据类型是整数，其最大值有限，且不能表示浮点数。

8．如果参数是指针，并且仅做输入用，则应在类型前加const，以防止该指针在函数体内被以外修改。

9．函数名字与返回值类型在语义上不可冲突，违反这条规则的典型代表是C标准库函数getchar。由于getchar的原型为int getchar（void）。

10．指针有些“似是而非”的特征：（1）指针消亡了，并不表示它所指的内存会被自动释放（2）内存被释放了，并不表示指针会消亡或者成为NULL指针。

11． exit（1）终止整个程序的运行？

micromichael 2010-04-09 16:38 发表评论

C++博客-micromichael

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