堆和栈的理论知识如下。
1．申请方式
栈：由系统自动分配。例如，声明在函数中的一个局部变量int b，系统自动在栈中为b
开辟空间。
堆：需要程序员自己申请，并指明大小，在C中用malloc函数。
如：
在C++中用new运算符，如：
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
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节点，然后将该节点从空闲节点链
表中删除，并将该节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语句才能正确地释放本内存空间。另外，由
于找到的堆节点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动地将多余的那部分重新放入
空闲链表中。
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
2MB（也有的说是1MB，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，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存储
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。
4．申请效率的比较
栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员无法控制。
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。不是在堆，也不是在栈，
而是直接在进程的地址空间中保留一块内存，虽然用起来最不方便，但是速度最快，也最灵
活。
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。
当本次函数调用节束后，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。堆中的具体内容由程序员安排。
6．存取效率的比较
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：
对应的汇编代码如下：
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edx指中，
再根据edx读取字符，显然慢了。
7．小节
堆和栈的区别可以用如下的比喻来描述。
使用栈就像我们去饭馆里吃饭，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。好处是快捷，但是自由度
小。使用堆就像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。
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，第一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”的说法是连起来叫，但是它们还是有很大区别的。
1．申请方式
栈：由系统自动分配。例如，声明在函数中的一个局部变量int b，系统自动在栈中为b
开辟空间。
堆：需要程序员自己申请，并指明大小，在C中用malloc函数。
如：
在C++中用new运算符，如：
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
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节点，然后将该节点从空闲节点链
表中删除，并将该节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语句才能正确地释放本内存空间。另外，由
于找到的堆节点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动地将多余的那部分重新放入
空闲链表中。
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
2MB（也有的说是1MB，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，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存储
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。
4．申请效率的比较
栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员无法控制。
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。不是在堆，也不是在栈，
而是直接在进程的地址空间中保留一块内存，虽然用起来最不方便，但是速度最快，也最灵
活。
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。
当本次函数调用节束后，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。堆中的具体内容由程序员安排。
6．存取效率的比较
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：
对应的汇编代码如下：
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edx指中，
再根据edx读取字符，显然慢了。
7．小节
堆和栈的区别可以用如下的比喻来描述。
使用栈就像我们去饭馆里吃饭，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。好处是快捷，但是自由度
小。使用堆就像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。
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，第一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”的说法是连起来叫，但是它们还是有很大区别的。