堆、栈再了解

今天看到了这个才发现我对堆&栈的印象是有一些偏差的：
int *p=new int[5]
这句代码里面，p是在栈里面，而数组是在堆里面。
而我以为栈里面只放调用的函数。。naive了

（下面的内容来源于网络。。如果有不正确的可以讨论）

首先声明&定义&栈：

C语言中:如extern User user；extern int a;就是声明，变量的声明就是仅仅告诉编译器，声明的变量的存在，要预留一点空间，但并不为其分配内存.定义就是声明这个变量并真正在内存（堆或栈中）为此变量分配空间.
从编译原理上来说，声明就是仅仅告诉编译器，有个某类型的变量会被使用，但是编译器并不会为它分配任何内存.而定义就是不仅知道某类型的变量会被使用,并且已经为其分配了内存.
因为 在编译的时候，编译器先处理一些特殊数据（宏定义，函数的声明，变量的声明），在这个过程中，编译器 通过声明 可以预测整个定义需要的内存大小，并且 把这些大小预留起来，留给定义的时候使用（因为虽然定义，但是在 main函数里面没有调用，一样的不分配内存）。 如果不事先声明，直接定义，有可能会造成系统崩溃，出现内存不足，不能分配。 然而现在内存都是1G左右了，所以一般空间都足够，所以你也可以不声明直接定义函数。 但是一旦内存紧张，就会出错，而且程序简洁性就很低。（不看到定义，还不知道原来还定义了这么一个函数！！！）

在C++中,如short a;int b;这些是定义，也就是说在栈上分配了内存;
而对于对象，比如自定义的类：User user;也就是说在栈上分配了引用或句柄，没有具体分配对象的内存;
而User *puser就需要puser=new User();才会真正为对象在堆上分配空间.
在C和C++中,extern User user就是声明,并没有分配内存空间.

内存中的各个区块的作用：

• 栈（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。

• 堆（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。malloc和new等操作实际上就是在堆中申请内存，对象使用完后要手动释放，否则只能等待程序结束时由系统回收，会产生内存泄漏。
• 全局区（静态区）（static）：全局变量和静态变量是存储在一起的，初始化过的全局变量和静态变量在同一块区域，未初始化的全局变量和静态变量存放在一块相邻的区域内。此区域由系统在程序结束后释放。
• 文字常量区：常量字符串存放于此，在程序结束后由系统释放。字符常量就是像这样的 char* str=”abc”;其中的”abc”。在实际情况中，是会复用的，比如变量a和b都赋值为”abc”则实际上他们指向同一块地址。

然后堆/栈的区别：

• 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。

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。

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。虽然栈有如此众多的好处，但是由于和堆相比不是那么灵活，有时候分配大量的内存空间，还是用堆好一些。