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堆栈与堆：它们在现代编程中如何协同工作？

Susan Sarandon

Nov 03, 2024 pm 08:33 PM

Stack vs. Heap: How Do They Work Together in Modern Programming?

堆栈和堆内存：全面概述

在编程中，理解内存管理至关重要，而堆栈和堆内存起着至关重要的作用。本文深入探讨了这些内存分配方法的差异、模型和含义。

堆栈与堆：定义和特征

堆栈内存：堆栈是一个先进后出 (FILO) 数据结构，用于存储局部变量、函数参数和返回地址。它按照后进先出的原则进行操作。

堆内存：堆是一种更灵活的内存分配方法，用于存储在程序执行期间创建的动态对象。它不是结构化的，并且在内存分配方面提供了更多自由。

堆栈和堆模型：操作系统和架构

堆栈和堆内存模型是一个操作系统概念，定义了如何管理内存。大多数现代操作系统使用混合内存模型，同时采用堆栈和堆分配。

堆栈和堆：物理位置

堆栈和堆内存都可以驻留在 RAM 或磁盘上。堆内存往往比堆栈内存慢，主要是因为访问磁盘上存储的数据时可能会出现页面错误。

程序执行和堆栈/堆

主程序通常驻留在堆栈和堆。静态数据和代码通常存储在堆栈中，而动态数据（用new分配）存储在堆中。

内存不足的情况

堆栈：运行堆栈内存不足会导致堆栈溢出，从而导致程序终止。堆栈溢出经常由于过度递归或代码编写不当而发生。

堆：超过堆内存限制可能会导致 std::bad_alloc 异常。堆通常可以扩展，但这样做效率低下，并且可能需要使用 malloc 和 free 等技术进行手动内存管理。

结论

了解堆栈和堆内存模型对于提高效率至关重要编程中的内存管理。通过利用适当的内存分配方法并避免常见的陷阱，开发人员可以防止与内存相关的错误并优化程序性能。了解堆栈和堆内存的差异、特征和含义可以让程序员在管理应用程序中的内存资源时做出明智的决策。

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