摘要：百度百科上對堆和棧進(jìn)行了對比分析堆?？臻g分配棧操作系統(tǒng)由操作系統(tǒng)自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。堆棧緩存方式棧使用的是一級緩存，他們通常都是被調(diào)用時(shí)處于存儲空間中，調(diào)用完畢立即釋放。顯然，堆的效率比棧要低得多。

相信很多程序員對于堆和棧的概念，總是感覺很朦朧，感覺在哪里聽過見過，并沒有深交。

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，堆棧是一個(gè)不容忽視的概念，我們編寫的C語言程序基本上都要用到。但對于很多的初學(xué)著來說，堆棧是一個(gè)很模糊的概念。堆棧：一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、一個(gè)在程序運(yùn)行時(shí)用于存放的地方，這可能是很多初學(xué)者的認(rèn)識，因?yàn)槲以?jīng)就是這么想的，并且和匯編語言中的堆棧一詞混為一談。我身邊的一些編程的朋友以及在網(wǎng)上看帖遇到的朋友中有好多也說不清堆棧，所以我想有必要給大家分享一下我對堆棧的看法，有說的不對的地方請朋友們不吝賜教，這對于大家學(xué)習(xí)會有很大幫助。百度百科上對堆和棧進(jìn)行了對比分析：

堆?？臻g分配
棧（操作系統(tǒng)）：由操作系統(tǒng)自動分配釋放 ，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。
堆（操作系統(tǒng)）：一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收，分配方式倒是類似于鏈表。
堆棧緩存方式
棧使用的是一級緩存， 他們通常都是被調(diào)用時(shí)處于存儲空間中，調(diào)用完畢立即釋放。
堆則是存放在二級緩存中，生命周期由虛擬機(jī)的垃圾回收算法來決定（并不是一旦成為孤兒對象就能被回收）。所以調(diào)用這些對象的速度要相對來得低一些。
堆棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)別
堆（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）：堆可以被看成是一棵樹，如：堆排序。
棧（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）：一種先進(jìn)后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
例如：順序棧AStack的類定義

template < class T >
class AStack {
private:
int size ; // 數(shù)組的規(guī)模
T * stackArray ; // 存放堆棧元素的數(shù)組
int top ; // 棧頂所在數(shù)組元素的下標(biāo)
public:
AStack ( int MaxStackSize ) // 構(gòu)造函數(shù)
{ size = MaxStackSize ; stackArray = new T [MaxStackSize] ; top = -1 ; }
~AStack ( ) { delete [ ] stackArray ; } // 析構(gòu)函數(shù)
bool Push ( const T& item ) ; // 向棧頂壓入一個(gè)元素
bool Pop ( T & item ) ; // 從棧頂彈出一個(gè)元素
bool Peek ( T & item ) const ; // 存取棧頂元素
int IsEmpty ( void ) const { return top = = -1 ; }// 檢測棧是否為空
int IsFull ( void ) const { return top = = size-1 ; }// 檢測棧是否為滿
void clear ( void ) { top = -1 ; } // 清空棧
} ;

首先，我們舉一個(gè)例子：

void?f()?{?int*?p=new?int[5];?}

這條短短的一句話就包含了堆與棧，看到new，我們首先就應(yīng)該想到，我們分配了一塊堆內(nèi)存，那么指針p呢？他分配的是一塊棧內(nèi)存，所以這句話的意思就是：在棧內(nèi)存中存放了一個(gè)指向一塊堆內(nèi)存的指針p。在程序會先確定在堆中分配內(nèi)存的大小，然后調(diào)用operator?new分配內(nèi)存，然后返回這塊內(nèi)存的首地址，放入棧中，他在VC6下的匯編代碼如下：

00401028???push????????14h
0040102A???call? ? ? ? operator?new?(00401060)
0040102F???add? ? ? ? ?esp,4
00401032???mov?????????dword?ptr?[ebp-8],eax
00401035???mov?????????eax,dword?ptr?[ebp-8]
00401038???mov?????????dword?ptr?[ebp-4],eax

這里，我們?yōu)榱撕唵尾]有釋放內(nèi)存，那么該怎么去釋放呢？是delete?p么？錯(cuò)了，應(yīng)該是delete?[]p，這是為了告訴編譯器：我刪除的是一個(gè)數(shù)組，VC6就會根據(jù)相應(yīng)的Cookie信息去進(jìn)行釋放內(nèi)存的工作。
好了，我們回到我們的主題：堆和棧究竟有什么區(qū)別？ 為此做出鄙陋總結(jié)
主要的區(qū)別由以下幾點(diǎn)：
1、管理方式不同；
2、空間大小不同；
3、能否產(chǎn)生碎片不同；
4、生長方向不同；
5、分配方式不同；
6、分配效率不同；
管理方式：對于棧來講，是由編譯器自動管理，無需我們手工控制；對于堆來說，釋放工作由程序員控制，容易產(chǎn)生memory?leak。
空間大小：一般來講在32位系統(tǒng)下，堆內(nèi)存可以達(dá)到4G的空間，從這個(gè)角度來看堆內(nèi)存幾乎是沒有什么限制的。但是對于棧來講，一般都是有一定的空間大小的，例如，在VC6下面，默認(rèn)的?？臻g大小是1M（好像是，記不清楚了）。當(dāng)然，我們可以修改：打開工程，依次操作菜單如下：Project->Setting->Link，在Category?中選中Output，然后在Reserve中設(shè)定堆棧的最大值和commit。
注意：reserve最小值為4Byte；commit是保留在虛擬內(nèi)存的頁文件里面，它設(shè)置的較大會使棧開辟較大的值，可能增加內(nèi)存的開銷和啟動時(shí)間。
碎 片問題：對于堆來講，頻繁的new/delete勢必會造成內(nèi)存空間的不連續(xù)，從而造成大量的碎片，使程序效率降低。對于棧來講，則不會存在這個(gè)問題，因?yàn)闂Ｊ窍冗M(jìn)后出的隊(duì)列，他們是如此的一一對應(yīng)，以至于永遠(yuǎn)都不可能有一個(gè)內(nèi)存塊從棧中間彈出，在他彈出之前，在他上面的后進(jìn)的棧內(nèi)容已經(jīng)被彈出，詳細(xì)的可以參考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這里我們就不再一一討論了。
生長方向：對于堆來講，生長方向是向上的，也就是向著內(nèi)存地址增加的方向；對于棧來講，它的生長方向是向下的，是向著內(nèi)存地址減小的方向增長。
分配方式：堆都是動態(tài)分配的，沒有靜態(tài)分配的堆。棧有2種分配方式：靜態(tài)分配和動態(tài)分配。靜態(tài)分配是編譯器完成的，比如局部變量的分配。動態(tài)分配由alloca函數(shù)進(jìn)行分配，但是棧的動態(tài)分配和堆是不同的，他的動態(tài)分配是由編譯器進(jìn)行釋放，無需我們手工實(shí)現(xiàn)。
分配效率：棧是機(jī)器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)會在底層對棧提供支持：分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執(zhí)行，這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C++函數(shù)庫提供的，它的機(jī)制是很復(fù)雜的，例如為了分配一塊內(nèi)存，庫函數(shù)會按照一定的算法（具體的算法可以參考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/操作系統(tǒng)）在堆內(nèi)存中搜索可用的足夠大小的空間，如果沒有足夠大小的空間（可能是由于內(nèi)存碎片太多），就有可能調(diào)用系統(tǒng)功能去增加程序數(shù)據(jù)段的內(nèi)存空間，這樣就有機(jī)會分到足夠大小的內(nèi)存，然后進(jìn)行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。
從這里我們可以看到，堆和棧相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的內(nèi)存碎片；由于沒有專門的系統(tǒng)支持，效率很低；由于可能引發(fā)用戶態(tài)和核心態(tài)的切換，內(nèi)存的申請，代價(jià)變得更加昂貴。所以棧在程序中是應(yīng)用最廣泛的，就算是函數(shù)的調(diào)用也利用棧去完成，函數(shù)調(diào)用過程中的參數(shù)，返回地址，EBP和局部變量都采用棧的方式存放。所以，我們推薦大家盡量用棧，而不是用堆。雖然棧有如此眾多的好處，但是由于和堆相比不是那么靈活，有時(shí)候分配大量的內(nèi)存空間，還是用堆好一些。
無論是堆還是棧，都要防止越界現(xiàn)象的發(fā)生（除非你是故意使其越界），因?yàn)樵浇绲慕Y(jié)果要么是程序崩潰，要么是摧毀程序的堆、棧結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生以想不到的結(jié)果,就算是在你的程序運(yùn)行過程中，沒有發(fā)生上面的問題，你還是要小心，說不定什么時(shí)候就崩掉，那時(shí)候debug可是相當(dāng)困難的。

祝大家早日富可敵國，bye~