1、堆和棧的含義
在C++中，內存分爲5個區：堆、佔、自由存儲區、全局/靜態存儲區、常量存儲區
1、棧： 由系統自動分配和釋放內存，存放函數的參數值，局部變量的值等，分配方式類似於數據結構中的棧 。
2、堆： 一般由程序員分配和釋放內存（由new申請內存，delete釋放內存）， 若程序員不釋放，會造成內存泄露，程序結束時可能由OS回收，分配方式類似於鏈表 。
3、自由存儲區： 是由malloc等分配的內存塊，和堆十分相似，用free來釋放。
4、全局/靜態存儲區： 全局變量和靜態變量被分配到同一塊內存中（在C語言中，全局變量又分爲初始化的和未初始化的，C++中沒有這一區分）。
5、常量存儲區： 裏邊存放常量，不允許修改。
2、堆和棧的區別
| 堆（heap） | 棧（stack） | |
|---|---|---|
| 管理方式 | 堆中資源由程序員控制 | 棧資源由編譯器自動管理，無需程序員管理 |
| 內存管理機制 | 系統有一個記錄空閒內存地址的鏈表，當系統收到程序申請時，遍歷該鏈表，尋找第一個空間大於申請空間的堆結點，刪除空閒結點鏈表中的該結點，並將該結點空間分配給程序（大多數系統會在這塊內存空間首地址記錄本次分配的大小，這樣delete才能正確釋放本內存 空間，另外系統會將多餘的部分重新放入空閒鏈表中） | 只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統爲程序提供內存，否則報異常提示棧出 |
| 空間大小 | 堆是不連續的內存區域（因爲系統是用鏈表來存儲空閒內存地址，自然不是連續的），堆大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存（32bit 系統理論上是4G），所以堆的空間比較靈活，比較大 | 棧是一塊連續的內存區域，大小是操作系統預定好的，windows下棧大小是2M（也有是1M，在編譯時確定，VS中可設置） |
| 碎片問題 | 對於堆，頻繁的new/delete會造成大量碎片，使程序效率降低 | 對於棧，它是一個先進後出的隊列，進出一一對應，不會產生碎片 |
| 生長方向 | 堆向上，向高地址方向增長 | 棧向下，向低地址方向增長 |
| 分配方式 | 動態分配 | 棧有靜態分配和動態分配， 靜態分配由編譯器完成（如局部變量分配），動態分配由alloca函數分配，但棧的動態分配的資源由編譯器進行釋放，無需程序員實現 |
| 分配效率 | 堆由C/C++函數庫提供，機制很複雜。所以堆的效率比棧低很多 | 棧是極其系統提供的數據結構，計算機在底層對棧提供支持，分配專門 寄存 器存放棧地址，棧操作有專門指令 |
3、測試比較
測試程序如下：
using namespace std;
class Base {
public:
void f() { cout << "Base::f" << endl; }
void g() { cout << "Base::g" << endl; }
void h() { cout << "Base::h" << endl; }
};
int main()
{
Base A;
Base B;
Base C;
Base *D = new Base;
Base E;
Base *F = new Base;
Base *G = new Base;;
cout << "一個class Base的大小爲：" << sizeof(Base) << endl;
cout << "一個class Base *D的大小爲：" << sizeof(D) << endl;
cout << "地址A：" << (int*)(&A) << endl;
cout << "地址B：" << (int*)(&B) << endl;
cout << "地址C：" << (int*)(&C) << endl;
cout << "地址D：" << D << endl;
cout << "地址E：" << (int*)(&E) << endl;
cout << "地址F：" << F << endl;
cout << "地址G：" << G << endl;
getchar();
}
測試結果如下：
測試結果分析：
1、對於ABCE，其位於棧上，其地址是向低地址方向生長的，內存連續，每次遞減1（Base的大小爲1），類似於一個先進後出的隊列。
2、對於DFG，其位於堆上，其地址是向高地址增長的，而且內存是不連續的。
4、用static來控制變量的儲存方式和可見性
static的內部機制
靜態數據成員要在程序一開始運行時就必須存在。因爲函數在程序運行中被調用，所以靜態數據成員不能在任何函數內分配空間和初始化。這樣，它的空間分配有三個可能的地方，一是作爲類的外部接口的頭文件，這裏有類聲明；二是類定義的內部實現，這裏有類的成員函數定義；三是應用程序的 main(）函數前的全局數據聲明和定義處
static 被引入以告知編譯器，將變量存儲在程序的靜態存儲區而非棧上空間，靜態數據成員按定義出現的先後順序依次初始化，注意靜態成員嵌套時，要保證所嵌套的成員已經初始化了，消除時的順序是初始化的反順序
static的優勢
可以節省內存，因爲它是所有對象所公有的，因此，對多個對象來說，靜態數據成員只存儲一處，供所有對象共用。靜態數據成員的值對每個對象都是一樣，但它的 值是可以更新的。只要對靜態數據成員的值更新一次，保證所有對象存取更新後的相同的值，這樣可以提高時間效率。引用靜態數據成員時，採用如下格式：
<類名>::<靜態成員名>
其他：
(1) 類的靜態成員函數是屬於整個類而非類的對象，所以它沒有this指針，這就導致了它僅能訪問類的靜態數據和靜態成員函數。
(2) 不能將靜態成員函數定義爲虛函數。
(3) 由於靜態成員聲明於類中，操作於其外，所以對其取地址操作，就多少有些特殊，變量地址是指向其數據類型的指針，函數地址類型是一個“nonmember 函數指針”。
(4) 由於靜態成員函數沒有 this 指針，所以就差不多等同於 nonmember 函數，結果就產生了一個意想不到的好處：成爲一個 callback 函數，使得我們得以將 c++ 和 c-based x window 系統結合，同時也成功的應用於線程函數身上。
(5) static 並沒有增加程序的時空開銷，相反她還縮短了子類對父類靜態成員的訪問時間，節省了子類的內存空間。
(6) 靜態數據成員在<定義或說明>時前面加關鍵字 static。
(7) 靜態數據成員是靜態存儲的，所以必須對它進行初始化。
(8) 靜態成員初始化與一般數據成員初始化不同：
- 初始化在類的外部進行，而前面不加 static，以免與一般靜態變量或對象相混淆；
- 初始化時不加該成員的訪問權限控制符private、public；
- 初始化時使用作用域運算符來標明它所屬類；