我们在上篇中讲解了C语言中内存的三种分配方式，现在，我们紧接上篇，讲讲内存如何管理：

首先是堆与栈的比较

3.1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，C++中是new运算符。

p1 = (char *)malloc(10); p1 = new char[10];

p2 = (char *)malloc(10); p2 = new char[20];

但是注意p1、p2本身是在栈中的。

3.2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。

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。

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。

3.3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。

3.4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，也不是栈，而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。

3.5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。

3.6存取效率的比较

char s1[] = "a";
　    　char *s2 = "b";

a是在运行时刻赋值的；而b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：

int　main(){
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return 0;
}

3.7内存分配小结

堆和栈的主要区别由以下几点：

3.7.1 管理方式：

对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说， 释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。

3.7.2 空间大小：

一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间，从这个角度来看 堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的，例如， 在VC6下面，默认的栈空间大小是1M。当然，这个值可以修改。

3.7.3 碎片问题：

对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而 造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先 进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间 弹出，在他弹出之前，在他上面的后进的栈内容已经被弹出，详细的可以参考数据结构。

3.7.4 生长方向：

对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向； 对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长。

3.7.5 分配方式：

堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式：静态分配 和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由malloca 函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行释放， 无需我们手工实现。

3.7.6 分配效率：

栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专 门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。 堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会 按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足 够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用 系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分 到足够大小的内存，然后进 行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。

3.8 总结

从这里我们可以看到，堆和栈相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量 的内存碎片；由于没有专门的系统支持，效率很低；由于可能引发用户态和核心态的切 换，内存的申请，代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的，就算是函数的 调用也利用栈去完成，函数调用过程中的参数，返回地址， EBP和局部变量都采用栈 的方式存放。所以，我们推荐大家尽量用栈，而不是用堆。

无论是堆还是栈，都要防止越界现象的发生（除非你是故意使其越界），因为越界 的结果要么是程序崩溃，要么是摧毁程序的堆、栈结构，产生以想不到的结果。

C语言的内存管理在这里就告一段落了，如果有疑问的小伙伴，欢迎联系我，也可以加群710520381，邀请码：柳猫，更多干货等你来拿。