在C++中，記憶體分成5個區，他們分別是堆、棧、自由儲存區、全域性/靜態儲存區和常量儲存區。

棧，就是那些由編譯器在需要的時候分配，在不需要的時候自動清楚的變數的儲存區。裡面的變數通常是區域性變數、函式引數等。

堆，就是那些由new分配的記憶體塊，他們的釋放編譯器不去管，由我們的應用程式去控制，一般一個new就要對應一個delete。如果程式設計師沒有釋放掉，那麼在程式結束後，作業系統會自動回收。

自由儲存區，就是那些由malloc等分配的記憶體塊，他和堆是十分相似的，不過它是用free來結束自己的生命的。

全域性/靜態儲存區，全域性變數和靜態變數被分配到同一塊記憶體中，在以前的C語言中，全域性變數又分為初始化的和未初始化的，在C++裡面沒有這個區分了，他們共同佔用同一塊記憶體區。

常量儲存區，這是一塊比較特殊的儲存區，他們裡面存放的是常量，不允許修改（當然，你要通過非正當手段也可以修改，而且方法很多，在《const的思考》一文中，我給出了6種方法）

明確區分堆與棧

在bbs上，堆與棧的區分問題，似乎是一個永恆的話題，由此可見，初學者對此往往是混淆不清的，所以我決定拿他第一個開刀。

首先，我們舉一個例子：

 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，我們首先就應該想到，我們分配了一塊堆記憶體，那麼指標p呢？他分配的是一塊棧記憶體，所以這句話的意思就是：在棧記憶體中存放了一個指向一塊堆記憶體的指標p。在程式會先確定在堆中分配記憶體的大小，然後呼叫operator new分配記憶體，然後返回這塊記憶體的首地址，放入棧中，他在VC6下的彙編程式碼如下：

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

這裡，我們為了簡單並沒有釋放記憶體，那麼該怎麼去釋放呢？是delete p麼？澳，錯了，應該是delete []p，這是為了告訴編譯器：我刪除的是一個數組，VC6就會根據相應的Cookie資訊去進行釋放記憶體的工作。

好了，我們回到我們的主題：堆和棧究竟有什麼區別？

主要的區別由以下幾點：

1、管理方式不同；

2、空間大小不同；

3、能否產生碎片不同；

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：對於棧來講，是由編譯器自動管理，無需我們手工控制；對於堆來說，釋放工作由程式設計師控制，容易產生memory leak.

空間大小：一般來講在32位系統下，堆記憶體可以達到4G的空間，從這個角度來看堆記憶體幾乎是沒有什麼限制的。但是對於棧來講，一般都是有一定的空間大小的，例如，在VC6下面，預設的棧空間大小是1M（好像是，記不清楚了）。當然，我們可以修改：

 開啟工程，依次操作選單如下：Project->Setting->Link，在Category 中選中Output，然後在Reserve中設定堆疊的最大值和commit。

注意：reserve最小值為4Byte；commit是保留在虛擬記憶體的頁檔案裡面，它設定的較大會使棧開闢較大的值，可能增加記憶體的開銷和啟動時間。

碎片問題：對於堆來講，頻繁的new/delete勢必會造成記憶體空間的不連續，從而造成大量的碎片，使程式效率降低。對於棧來講，則不會存在這個問題，因為棧是先進後出的佇列，他們是如此的一一對應，以至於永遠都不可能有一個記憶體塊從棧中間彈出，在他彈出之前，在他上面的後進的棧內容已經被彈出，詳細的可以參考資料結構，這裡我們就不再一一討論了。

生長方向：對於堆來講，生長方向是向上的，也就是向著記憶體地址增加的方向；對於棧來講，它的生長方向是向下的，是向著記憶體地址減小的方向增長。

分配方式：堆都是動態分配的，沒有靜態分配的堆。棧有2種分配方式：靜態分配和動態分配。靜態分配是編譯器完成的，比如區域性變數的分配。動態分配由alloca函式進行分配，但是棧的動態分配和堆是不同的，他的動態分配是由編譯器進行釋放，無需我們手工實現。

配效率：棧是機器系統提供的資料結構，計算機會在底層對棧提供支援：分配專門的暫存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執行，這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C++函式庫提供的，它的機制是很複雜的，例如為了分配一塊記憶體，庫函式會按照一定的演算法（具體的演算法可以參考資料結構/作業系統）在堆記憶體中搜索可用的足夠大小的空間，如果沒有足夠大小的空間（可能是由於記憶體碎片太多），就有可能呼叫系統功能去增加程式資料段的記憶體空間，這樣就有機會分到足夠大小的記憶體，然後進行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。 

從這裡我們可以看到，堆和棧相比，由於大量new/delete的使用，容易造成大量的記憶體碎片；由於沒有專門的系統支援，效率很低；由於可能引發使用者態和核心態的切換，記憶體的申請，代價變得更加昂貴。所以棧在程式中是應用最廣泛的，就算是函式的呼叫也利用棧去完成，函式呼叫過程中的引數，返回地址，EBP和區域性變數都採用棧的方式存放。所以，我們推薦大家儘量用棧，而不是用堆。

雖然棧有如此眾多的好處，但是由於和堆相比不是那麼靈活，有時候分配大量的記憶體空間，還是用堆好一些。

無論是堆還是棧，都要防止越界現象的發生（除非你是故意使其越界），因為越界的結果要麼是程式崩潰，要麼是摧毀程式的堆、棧結構，產生以想不到的結果,就算是在你的程式執行過程中，沒有發生上面的問題，你還是要小心，說不定什麼時候就崩掉，那時候debug可是相當困難的：）

C/C++變數在記憶體中的分佈在筆試時經常考到，雖然簡單，但也容易忘記，因此在這作個總結，以加深印象。

先寫一個測試程式：

1. #include <stdio.h>
2. #include <malloc.h>
3. int g_i = 100;  
4. int g_j = 200;  
5. int g_k, g_h;  
6. int main()  
7. {  
8.     constint MAXN = 100;  
9.     int *p = (int*)malloc(MAXN * sizeof(int));  
10.     staticint s_i = 5;  
11.     staticint s_j = 10;  
12.     staticint s_k;  
13.     staticint s_h;  
14.     int i = 5;  
15.     int j = 10;  
16.     int k = 20;  
17.     int f, h;  
18.     char *pstr1 = "MoreWindows123456789";  
19.     char *pstr2 = "MoreWindows123456789";  
20.     char *pstr3 = "Hello";  
21.     printf("堆中資料地址：0x%08x\n", p);  
22.     putchar('\n');  
23.     printf("棧中資料地址(有初值)：0x%08x = %d\n", &i, i);  
24.     printf("棧中資料地址(有初值)：0x%08x = %d\n", &j, j);  
25.     printf("棧中資料地址(有初值)：0x%08x = %d\n", &k, k);  
26.     printf("棧中資料地址(無初值)：0x%08x = %d\n", &f, f);  
27.     printf("棧中資料地址(無初值)：0x%08x = %d\n", &h, h);  
28.     putchar('\n');  
29.     printf("靜態資料地址(有初值)：0x%08x = %d\n", &s_i, s_i);  
30.     printf("靜態資料地址(有初值)：0x%08x = %d\n", &s_j, s_j);  
31.     printf("靜態資料地址(無初值)：0x%08x = %d\n", &s_k, s_k);  
32.     printf("靜態資料地址(無初值)：0x%08x = %d\n", &s_h, s_h);  
33.     putchar('\n');  
34.     printf("全域性資料地址(有初值)：0x%08x = %d\n", &g_i, g_i);  
35.     printf("全域性資料地址(有初值)：0x%08x = %d\n", &g_j, g_j);  
36.     printf("全域性資料地址(無初值)：0x%08x = %d\n", &g_k, g_k);  
37.     printf("全域性資料地址(無初值)：0x%08x = %d\n", &g_h, g_h);  
38.     putchar('\n');  
39.     printf("字串常量資料地址：0x%08x 指向 0x%08x 內容為-%s\n", &pstr1, pstr1, pstr1);  
40.     printf("字串常量資料地址：0x%08x 指向 0x%08x 內容為-%s\n", &pstr2, pstr2, pstr2);  
41.     printf("字串常量資料地址：0x%08x 指向 0x%08x 內容為-%s\n", &pstr3, pstr3, pstr3);  
42.     free(p);  
43.     return 0;  
44. }  

執行結果（Release版本，XP系統）如下：

可以看出：

1.      變數在記憶體地址的分佈為：堆-棧-程式碼區-全域性靜態-常量資料

2.      同一區域的各變數按宣告的順序在記憶體的中依次由低到高分配空間（只有未賦值的全域性變數是個例外）。

3.      全域性變數和靜態變數如果不賦值，預設為0。 棧中的變數如果不賦值，則是一個隨機的資料。

4.      編譯器會認為全域性變數和靜態變數是等同的，已初始化的全域性變數和靜態變數分配在一起，未初始化的全域性變數和靜態變數分配在另一起。

上面程式全在一個主函式中，下面增加函式呼叫，看看函式的引數和函式中變數會分配在什麼地方。

程式如下：

1. #include <stdio.h>
2. void fun(int i)  
3. {  
4.     int j = i;  
5.     staticint s_i = 100;  
6.     staticint s_j;  
7.     printf("子函式的引數:        0x%p = %d\n", &i, i);  
8.     printf("子函式 棧中資料地址: 0x%p = %d\n", &j, j);  
9.     printf("子函式 靜態資料地址(有初值): 0x%p = %d\n", &s_i, s_i);  
10.     printf("子函式 靜態資料地址(無初值): 0x%p = %d\n", &s_j, s_j);  
11. }  
12. int main()  
13. {  
14.     int i = 5;  
15.     staticint s_i = 100;  
16.     staticint s_j;  
17.     printf("主函式 棧中資料地址: 0x%p = %d\n", &i, i);  
18.     printf("主函式 靜態資料地址(有初值): 0x%p = %d\n", &s_i, s_i);  
19.     printf("子函式 靜態資料地址(無初值): 0x%p = %d\n", &s_j, s_j);  
20.     putchar('\n');  
21.     fun(i);  
22.     return 0;  
23. }  

執行結果如下：

可以看出，主函式中棧的地址都要高於子函式中引數及棧地址，證明了棧的伸展方向是由高地址向低地址擴充套件的。主函式和子函式中靜態資料的地址也是相鄰的，說明程式會將已初始化的全域性變數和表態變數分配在一起，未初始化的全域性變數和表態變數分配在另一起

轉自：http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/6851681

http://blog.csdn.net/mfcing/article/details/32316969