标签：编译 限制 入栈 分配 常量 word 结束 常用 链表
一、数据结构的栈和堆
首先在数据结构上要知道堆栈，尽管我们这么称呼它，但实际上堆栈是两种数据结构：堆和栈。堆和栈都是一种数据项按序排列的数据结构。
1）栈就像装数据的桶或箱子 我们先从大家比较熟悉的栈说起吧，它是一种具有后进先出性质的数据结构，也就是说后存放的先取，先存放的后取。这就如同我们要取出放在箱子里面底下的东西（放入的比较早的物体），我们首先要移开压在它上面的物体（放入的比较晚的物体）。
2）堆像一棵倒过来的树
而堆就不同了，堆是一种经过排序的树形数据结构，每个结点都有一个值。通常我们所说的堆的数据结构，是指二叉堆。堆的特点是根结点的值最小（或最大），且根结点的两个子树也是一个堆。由于堆的这个特性，常用来实现优先队列，堆的存取是随意，这就如同我们在图书馆的书架上取书，虽然书的摆放是有顺序的，但是我们想取任意一本时不必像栈一样，先取出前面所有的书，书架这种机制不同于箱子，我们可以直接取出我们想要的书。
以上部分转载于wolenski的博客
二、内存分配中的栈和堆
以下部分转载于猫已经找不回了的博客
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。
例子程序
这是一个前辈写的，非常详细
1 //main.cpp 2 int a = 0; //全局初始化区 3 char *p1; //全局未初始化区 4 main() 5 { 6 int b; //栈 7 char s[] = "abc"; //栈 8 char *p2; //栈 9 char *p3 = "123456"; //123456/0在常量区，p3在栈上。 10 static int c =0； //全局（静态）初始化区 11 p1 = (char *)malloc(10); 12 p2 = (char *)malloc(20); 13 //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。 14 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。 */ 15 }
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：
1 #include 2 void main() 3 { 4 char a = 1; 5 char c[] = "1234567890"; 6 char *p ="1234567890"; 7 a = c[1]; 8 a = p[1]; 9 return; 10 }
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！)
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原文地址：http://www.cnblogs.com/love-yh/p/7198392.html
