C 中的堆栈与堆：我什么时候应该使用哪个？

在 C 中管理内存：堆栈与堆

对于那些习惯于 Java 和 C# 等托管编程语言的人来说，手动内存的概念用 C 语言进行管理可能会让人望而生畏。了解堆栈和堆内存分配的细微差别对于有效利用资源至关重要。

与普遍看法相反，堆栈和堆分配之间的主要区别不在于性能，而在于存储数据的生命周期。

堆栈内存

在函数作用域内声明的变量（即，任何不是使用 malloc() 或 new 分配的内存驻留在堆栈上。当函数返回时它们会自动被删除。这对于在特定函数中频繁访问且其范围仅限于该函数的变量来说是理想的选择。

堆内存

对于需要过期的数据，堆是首选创建它的函数。这包括对象、不常用的变量和大型数据结构。堆内存使用new分配，使用delete释放。应用程序负责管理堆分配数据的生命周期，处理不当可能会导致内存泄漏或崩溃。

现实世界的类比

来说明堆栈和堆之间的区别，请考虑这一点类比：

• 堆栈：厨房柜台，您可以在烹饪一顿饭时快速获取食材，并且只持续用餐时间。
• 堆： 储藏室，用于存放长期使用的杂货

在这种情况下，将物品堆放在柜台上（堆栈内存）方便立即使用，而将物品存放在食品储藏室（堆内存）中可确保其在当前任务之外的可用性。

示例

class Thingy;

Thingy* foo()
{
  int a; // lives on the stack
  Thingy B; // lives on the stack, deleted when foo() returns
  Thingy* pointerToB = &B; // points to an address on the stack
  Thingy* pointerToC = new Thingy(); // Thingy allocated on heap

  // Safe return: Thingy lives on heap and outlives foo()
  return pointerToC;

  // NOT SAFE: Thingy lives on stack and will be deleted when foo() returns
  return pointerToB;
}

通过理解栈和堆的复杂性在 C 中，程序员可以优化内存管理并避免与不正确的资源处理相关的潜在陷阱。

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