原文地址http://www.ksarea.com/articles/20070829_memory-partition-stack-heap-difference.html

一直對內(nèi)存區(qū)域的劃分，程序變量的內(nèi)存分配問題模糊不清。進行多方參考總結(jié)如下。

一、一個經(jīng)過編譯的C/C++的程序占用的內(nèi)存分成以下幾個部分：
1、棧區(qū)（stack）：由編譯器自動分配和釋放 ，存放函數(shù)的參數(shù)值、局部變量的值等，甚至函數(shù)的調(diào)用過程都是用棧來完成。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。
2、堆區(qū)（heap） ：一般由程序員手動申請以及釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式類似于鏈表。
3、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）：全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放空間。 
4、文字常量區(qū)：常量字符串就是放在這里的。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放空間。
5、程序代碼區(qū)：存放函數(shù)體的二進制代碼。

下面的例子可以完全展示不同的變量所占的內(nèi)存區(qū)域：

//main.cpp
int a = 0; 全局初始化區(qū)
char *p1; 全局未初始化區(qū)
main()
{
int b; //棧中
char s[] = “abc”; //棧中
char *p2; //棧中
char *p3 = “123456″; //123456\0在常量區(qū)，p3在棧上
static int c =0； //全局（靜態(tài)）初始化區(qū)
//以下分配得到的10和20字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
strcpy(p1, “123456″); //123456\0放在常量區(qū)，編譯器可能會將它與p3所指向的”123456″優(yōu)化成一個地方。
}

二、棧（stack）和堆（heap）具體的區(qū)別。
1、在申請方式上
棧（stack）: 現(xiàn)在很多人都稱之為堆棧，這個時候?qū)嶋H上還是指的棧。它由編譯器自動管理，無需我們手工控制。 例如，聲明函數(shù)中的一個局部變量 int b 系統(tǒng)自動在棧中為b開辟空間；在調(diào)用一個函數(shù)時，系統(tǒng)自動的給函數(shù)的形參變量在棧中開辟空間。
堆（heap）: 申請和釋放由程序員控制，并指明大小。容易產(chǎn)生memory leak。
在C中使用malloc函數(shù)。
如：p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符。
如：p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1本身在全局區(qū)，而p2本身是在棧中的，只是它們指向的空間是在堆中。

2、申請后系統(tǒng)的響應(yīng)上
棧（stack）:只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報異常提示棧溢出。
堆（heap）: 首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當系統(tǒng)收到程序的申請時， 會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結(jié)點，然后將該結(jié)點從空閑結(jié)點鏈表中刪除，并將該結(jié)點的空間分配給程序。另外，對于大多數(shù)系統(tǒng)，會在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete或free語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外，由于找到的堆結(jié)點的大小不一定正好等于申請的大小，系統(tǒng)會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。

3、申請大小的限制
棧（stack）:在Windows下,棧是向低地址擴展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)定好的，在WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯時就確定的常數(shù)），如果申請的空間超過棧的剩余空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。 例如，在VC6下面，默認的棧空間大小是1M（好像是，記不清楚了）。當然，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)存的開銷和啟動時間。

堆（heap）: 堆是向高地址擴展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域（空閑部分用鏈表串聯(lián)起來）。正是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲空閑內(nèi)存，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。一般來講在32位系統(tǒng)下，堆內(nèi)存可以達到4G的空間，從這個角度來看堆內(nèi)存幾乎是沒有什么限制的。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

4、分配空間的效率上
棧（stack）:棧是機器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，計算機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。但程序員無法對其進行控制。
堆（heap）:是C/C++函數(shù)庫提供的，由new或malloc分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片。它的機制是很復(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，這樣就有機會分到足夠大小的內(nèi)存，然后進行返回。這樣可能引發(fā)用戶態(tài)和核心態(tài)的切換，內(nèi)存的申請，代價變得更加昂貴。顯然，堆的效率比棧要低得多。

5、堆和棧中的存儲內(nèi)容
棧（stack）:在函數(shù)調(diào)用時，第一個進棧的是主函數(shù)中子函數(shù)調(diào)用后的下一條指令（子函數(shù)調(diào)用語句的下一條可執(zhí)行語句）的地址，然后是子函數(shù)的各個形參。在大多數(shù)的C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧的，然后是子函數(shù)中的局部變量。注意：靜態(tài)變量是不入棧的。 當本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數(shù)中子函數(shù)調(diào)用完成的下一條指令，程序由該點繼續(xù)運行。
堆（heap）:一般是在堆的頭部用一個字節(jié)存放堆的大小，堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。

6、存取效率的比較
這個應(yīng)該是顯而易見的。拿棧上的數(shù)組和堆上的數(shù)組來說：

void main()
{
int arr[5]={1,2,3,4,5};
int *arr1;
arr1=new int[5];
for (int j=0;j<=4;j++)
{
arr1[j]=j+6;
}
int a=arr[1];
int b=arr1[1];
}

上面代碼中，arr1（局部變量）是在棧中，但是指向的空間確在堆上，兩者的存取效率，當然是arr高。因為arr[1]可以直接訪問，但是訪問arr1[1]，首先要訪問數(shù)組的起始地址arr1，然后才能訪問到arr1[1]。

總而言之，言而總之：
堆和棧的區(qū)別可以用如下的比喻來看出：
使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯，只管點菜（聲明變量）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大