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。堆可以動態地擴充套件和收縮。

　　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（初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域，未初始化的全域性變數與靜態變數在相鄰的另一塊區域，同時未被初始化的物件儲存區可以通過 void* 來訪問和操縱，程式結束後由系統自行釋放），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）

　　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：

　　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：

　　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？噢，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 malloc 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。

　　分配效率：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 ：）

　　對了，還有一件事，如果有人把堆疊合起來說，那它的意思是棧，可不是堆，呵呵，清楚了？

　　static 用來控制變數的儲存方式和可見性

　　函式內部定義的變數，在程式執行到它的定義處時，編譯器為它在棧上分配空間，函式在棧上分配的空間在此函式執行結束時會釋放掉，這樣就產生了一個問題: 如果想將函式中此變數的值儲存至下一次呼叫時，如何實現？最容易想到的方法是定義一個全域性的變數，但定義為一個全域性變數有許多缺點，最明顯的缺點是破壞了此變數的訪問範圍（使得在此函式中定義的變數，不僅僅受此函式控制）。需要一個數據物件為整個類而非某個物件服務，同時又力求不破壞類的封裝性，即要求此成員隱藏在類的內部，對外不可見。

　　static 的內部機制：

　　靜態資料成員要在程式一開始執行時就必須存在。因為函式在程式執行中被呼叫，所以靜態資料成員不能在任何函式內分配空間和初始化。這樣，它的空間分配有三個可能的地方，一是作為類的外部介面的標頭檔案，那裡有類宣告；二是類定義的內部實現，那裡有類的成員函式定義；三是應用程式的 main(）函式前的全域性資料宣告和定義處。

　　靜態資料成員要實際地分配空間，故不能在類的宣告中定義（只能宣告資料成員）。類宣告只宣告一個類的“尺寸和規格”，並不進行實際的記憶體分配，所以在類宣告中寫成定義是錯誤的。它也不能在標頭檔案中類宣告的外部定義，因為那會造成在多個使用該類的原始檔中，對其重複定義。

　　static 被引入以告知編譯器，將變數儲存在程式的靜態儲存區而非棧上空間，靜態資料成員按定義出現的先後順序依次初始化，注意靜態成員巢狀時，要保證所巢狀的成員已經初始化了。消除時的順序是初始化的反順序。

　　static 的優勢：

　　可以節省記憶體，因為它是所有物件所公有的，因此，對多個物件來說，靜態資料成員只儲存一處，供所有物件共用。靜態資料成員的值對每個物件都是一樣，但它的值是可以更新的。只要對靜態資料成員的值更新一次，保證所有物件存取更新後的相同的值，這樣可以提高時間效率。引用靜態資料成員時，採用如下格式：

　　<類名>::<靜態成員名>

　　如果靜態資料成員的訪問許可權允許的話(即 public 的成員)，可在程式中，按上述格式來引用靜態資料成員。

Ps：

　　(1) 類的靜態成員函式是屬於整個類而非類的物件，所以它沒有this指標，這就導致了它僅能訪問類的靜態資料和靜態成員函式。

　　(2) 不能將靜態成員函式定義為虛擬函式。

　　(3) 由於靜態成員聲明於類中，操作於其外，所以對其取地址操作，就多少有些特殊，變數地址是指向其資料型別的指標，函式地址型別是一個“nonmember 函式指標”。

　　(4) 由於靜態成員函式沒有 this 指標，所以就差不多等同於 nonmember 函式，結果就產生了一個意想不到的好處：成為一個 callback 函式，使得我們得以將 c++ 和 c-based x window 系統結合，同時也成功的應用於執行緒函式身上。

　　(5) static 並沒有增加程式的時空開銷，相反她還縮短了子類對父類靜態成員的訪問時間，節省了子類的記憶體空間。

　　(6) 靜態資料成員在<定義或說明>時前面加關鍵字 static。

　　(7) 靜態資料成員是靜態儲存的，所以必須對它進行初始化。

　　(8) 靜態成員初始化與一般資料成員初始化不同：

　　初始化在類體外進行，而前面不加 static，以免與一般靜態變數或物件相混淆；

　　初始化時不加該成員的訪問許可權控制符 private、public；

　　初始化時使用作用域運算子來標明它所屬類；

　　所以我們得出靜態資料成員初始化的格式：

　　<資料型別><類名>::<靜態資料成員名>=<值>

　　(9) 為了防止父類的影響，可以在子類定義一個與父類相同的靜態變數，以遮蔽父類的影響。這裡有一點需要注意：我們說靜態成員為父類和子類共享，但我們有重複定義了靜態成員，這會不會引起錯誤呢？不會，我們的編譯器採用了一種絕妙的手法：name-mangling 用以生成唯一的標誌。