关于heap(堆）和stack(栈）的问题:

关于heap(堆）和stack(栈）的问题:
heap(堆）：是由程序员自己分配和回收，若其在程序结束时，未回收时则由操作系统来完成回收工作。
stack(栈）：是由操作系统来分配和回收的。
它们之间有缺点的比较：
heap 一般比较灵活，且内存不要求连续，但是容易造成内存泄露；
stack 一般比较固定，且内存一般分配是连续的，不容易引起内存泄露。
它们都不同于数据结构中的堆栈结构，请区分理解。

关于volatile
 volatile一般较多的应用在嵌入式系统中，因为RTOS不要求编译器对其进行优化。
如果不将其声明的话，会将变量进行自动优化，即：它不是每一次都从内存空间的实际地址上读取信息，而是 在多次读取后，将它copy一份，当将它赋值给一个另外的变量值时，直接将这个复本给它，从而不能保证它的值是否正确。

补充解释：

   操作系统里的堆和栈是指对内存进行操作和管理的一些方式. 数据结构里面的堆实际上指的就是（满足堆性质的）优先Queue的一种数据结构,第1个元素有最高的优先权;栈实际上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构. 堆栈的说法是连起来叫,但是他们还是有很大不同的,连着叫只是由于历史的原因.

   简单地讲堆栈就是一个序列,这个序列按照后进先出(POP/PUSH)的规则组织.
"栈"就是整齐的货物一个挨一个地码在一起.整齐的货物就是同样的数据类型.最后码上去的肯定在最上边,最上边的也肯定是最先搬下来. "堆"应该是"堆栈"的一种推广.按照某种优先原则组织的一组数据. "堆"就是一些货物看似杂乱无章地堆在一起,但是可以按某种原则每次取一个出来."二叉堆"像不像一个堆成金字塔的货堆?
  "堆栈"是"堆"的优先原则的一种特例.

  百科全书对数据结构中的“堆”的解释：在计算机科学中，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，并用于一些图论算法中。堆也用于排序算法，如堆排序。

  一般我们平时所说的堆栈就是"栈",千万别跟"堆"混淆了,在英语中很容易将他们区分开来,一个是stack，另一个是heap。堆为heap,堆栈为stack.用new分配（c++中的）的动态内存在heap中，局部变量在stack中。   
  栈这种机制是受到处理器支持的，有指令对它进行操作的，例如你熟悉的push和pop。  
  但是堆（heap）是一种比较高级的数据结构，之所以说高级，是因为它需要操作系统支持！也就是说，不同的操作系统有不同的堆管理算法。处理器根本不知道什么是堆，所以你看到没有指令是对堆直接操作的。汇编中没有堆的概念, 要动态内存分配的话, 其实要通过操作系统的支持.  

   heap 是操作系统建立起来的动态内存管理的逻辑结构，不同的操作系统有不同的实现。与具体的语言没有关系，new只是c++为了可移植性而添加的关键字，不同平台下的c\c++运行库new有不同的实现。  

  汇编中的栈段相对于其他的段有特别的要求(比如在特权级的要求上).    
  C语言中的栈则比较广义,只要是先进后出的都可以叫栈,而不一定要由SS:ESP  
  或SS:EBP寻址.

  内存的物理结构都是一样的  
  无论是堆（heap）还是栈（stack）都是逻辑结构  
  而这些逻辑结构是在不同的层次上划分的  
  比如在汇编中它分为三个区data  area ,code area, stack area 这三个区域是由汇编器（assembler）来实现的  
  而c语言它的编译器（编译器是根据c语言的语法标准来编的，如果你有机会可以看看编译原理）把内存分成了四块除了上面的三块之外还有堆（heap）（这里堆的管理是由所在的操作系统决定的，与是那种语言无关。）       
  这就好比一个鸡蛋，从不同的角度看，它是不一样的，在不同的层面上看它也是不一样的。  

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初学者总是不知道堆与栈的区别，刚刚看到的，希望对初学者有?镏?

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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。
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。 - 程序结束后有系统释放
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
//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 = (char *)malloc(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快内存，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。堆中的具体内容有程序员安排。

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，在根据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。 堆和栈的区别主要分： 操作系统方面的堆和栈，如上面说的那些，不多说了。 还有就是数据结构方面的堆和栈，这些都是不同的概念。这里的堆实际上指的就是（满足堆性质的）优先队列的一种数据结构，第1个元素有最高的优先权；栈实际 上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构。 虽然堆栈，堆栈的说法是连起来叫，但是他们还是有很大区别的，连着叫只是由于历史的原因。

　　

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