堆栈内存与堆内存：什么时候应该使用它们？

栈内存与堆内存：深入理解

在C编程中，栈内存和堆内存的概念对于高效至关重要内存管理。

堆栈内存

堆栈内存是操作系统分配给正在运行的程序的一段内存。当声明函数或局部变量时，它们的内存在堆栈上分配。堆栈被组织为线性列表，类似于 LIFO（后进先出）结构。

由于堆栈内存位于 CPU 缓存中，访问堆栈内存的速度更快。然而，堆栈内存的容量有限，如果函数中存储过多的数据，则存在溢出的风险。堆栈溢出是一种常见错误，可能导致程序崩溃。

堆内存

堆内存是分配给对象的动态内存区域使用 new 运算符或类似的内存分配函数创建。堆内存以更加碎片化的方式组织，并且缺乏堆栈内存的 LIFO 结构。

由于其潜在的碎片性质，访问堆内存通常比堆栈内存慢。然而，堆内存对于存储生命周期不可预测的对象或大量数据来说是有利的。

内存模型

堆栈和堆内存都是适用于大多数操作的概念系统和计算机体系结构。但是，具体实现可能会有所不同，从而允许某些系统偏离标准模型。

物理内存位置

尽管堆栈和堆内存是对虚拟内存模型的抽象，它们最终是从物理内存（RAM 或磁盘）分配的。堆内存分配时间慢可归因于需要处理碎片和定位连续的内存块。

主程序执行

主程序与其他函数一样，驻留在堆栈内存中。堆栈存储与主程序相关的参数和局部变量。

内存耗尽

如果进程耗尽堆栈内存，则会导致堆栈缓冲区溢出。如果发生堆内存耗尽，则会触发类似 std::bad_alloc 的异常。有效处理此类情况对于防止程序崩溃至关重要。

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