“堆”和“栈”

一、什么是“栈”？（Stack）

比喻：

想象你在厨房里做饭，有一堆碗盘，一次只拿一个放进去，拿出来也是“后进先出”的（后放进去的先拿出来），这就像“栈”。

通俗解释：

• 存储位置：栈就像一叠书或者碗，在一定的空间里，按顺序堆放。
• 特点：
  • 后进先出（LIFO，Last In First Out）：最新放进去的内容，最先被取出来。
  • 存储内容：主要用来存放局部变量、函数调用的返回地址、函数参数等临时信息。
  • 自动管理：由程序自动控制，不需要 programmer 特别管理。
  • 空间大小：有限制，超出会“栈溢出”。
• 例子：
  • 调用函数时，相关信息放到栈上，函数执行完后自动弹出。
  • 在代码中定义的局部变量，存放在栈里。

二、什么是“堆”？（Heap）

比喻：

堆就像一个灵活的大仓库或仓库的货架，任何时候你都可以存放或取出你需要的东西，没有限制你放在哪里。想象你在超市买了好多东西，堆满了你的购物车。

通俗解释：

• 存储位置：堆是用来存放“动态分配”的对象，比如程序运行中创建的对象、字符串、数组等。
• 特点：
  • 动态管理：需要程序员自己告诉系统“我想在堆上分配空间”，用完了还要“释放”。
  • 空间灵活：没有严格的顺序限制，空间比栈大很多。
  • 管理复杂：程序要负责分配和释放空间，否则会出现“内存泄漏”。
  • 空间大小：相对较大，没有硬性限制，但也受限于系统总内存。
• 例子：
  • 在程序中用new或者malloc()分配的内存块，就是堆上的空间。
  • 存放在堆里的对象，可以跨函数调用，只要引用还在。

三、总结“栈”和“堆”的区别：

特点	栈（Stack）	堆（Heap）
管理方式	自动管理，程序自动入栈和出栈	需要程序员手动申请和释放（如new、malloc()）
存储内容	函数的局部变量、返回地址、参数等临时信息	动态创建的对象、数据、数组等，生命周期由程序控制
空间大小	很有限（一般几兆到几百兆），空间受限	大得多，可以处理几百兆甚至几GB，受系统总内存限制
访问速度	很快，因连续的内存空间，CPUCache友好	比较慢，碎片化严重，管理复杂
速度和安全性	高速，避免了碎片问题，但有限制	灵活但易出错（如内存泄漏、悬挂指针）
用途	临时存放局部变量、函数调用信息	存放动态分配的对象，比如用new创建的对象

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四、用个通俗的比喻总结：

• 栈就像“叠碗”：你只会把新碗放在上面，拿碗也是从最上面拿。
• 堆就像“仓库”：任何时间你都可以去仓库里存放东西，也可以拿出来，要自己管理。

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五、额外提醒（关于内存）

• 栈：由操作系统自动管理，效率高，但空间有限，容易溢出（比如递归太深）。
• 堆：由程序员自己管理（在C/C++中），灵活但需要小心内存泄漏和碎片。