C++學習筆記——堆、棧和存儲空間分類
堆和棧：
（1）管理方式：堆中資源由程序員控制（通過malloc/free、new/delete，容易產生memory leak），棧資源由編譯器自動管理。
（2）系統響應：對於堆，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，尋找第一個大於所申請空間的空間的堆結點，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）。對於棧，只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統就會爲程序分配內存，否則報異常出現棧空間溢出錯誤。
（3）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的，自然不是連續），堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存（32位機器上理論上是4G大小），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，VC中可設置）。
（4）碎片問題：對於堆，頻繁的new/delete會造成大量內存碎片，降低程序效率。對於棧，它是一個先進後出（first-in-last-out）的結構，進出一一對應，不會產生碎片。
（5）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。
（6）分配方式：堆是動態分配（沒有靜態分配的堆）。棧有靜態分配和動態分配，靜態分配由編譯器完成（如函數局部變量），動態分配由alloca函數分配，但棧的動態分配資源由編譯器自動釋放，無需程序員實現。
（7）分配效率：堆由C/C++函數庫提供，機制很複雜，因此堆的效率比棧低很多。棧是機器系統提供的數據結構，計算機在底層對棧提供支持，分配專門的寄存器存放棧地址，提供棧操作專門的指令。
C++內存結構：
在C++中，內存分成5個區，他們分別是堆、棧、自由存儲區、全局/靜態存儲區和常量存儲區。
棧：就是那些由編譯器在需要的時候分配，在不需要的時候自動清楚的變量的存儲區。裏面的變量通常是局部變量、函數參數等。
堆：就是那些由new分配的內存塊，他們的釋放編譯器不去管，由我們的應用程序去控制，一般一個new就要對應一個delete。如果程序員沒有釋放掉，那麼在程序結束後，操作系統會自動回收。
自由存儲區：就是那些由malloc等分配的內存塊，他和堆是十分相似的，不過它是用free來結束自己的生命的。（堆和自由存儲區其實可以看作是同一塊區域，new底層實現代碼中調用了malloc，new可以看成是malloc智能化的高級版本）
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，在以前的C語言中，全局變量又分爲初始化的和未初始化的（初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域，未初始化的全局變量與靜態變量在相鄰的另一塊區域，同時未被初始化的對象存儲區可以通過void*來訪問和操縱，程序結束後由系統自行釋放），在C++裏面沒有這個區分了，他們共同佔用同一塊內存區。
常量存儲區：這是一塊比較特殊的存儲區，他們裏面存放的是常量，不允許修改。（當然，通過非正當手段也可以修改，而且方法很多）
內存區域的劃分在代碼中的例子：
int b;
//main.cpp
int a = 0; //全局初始化區
char *p1; //全局未初始化區
main(){int b; //棧
char s[] = "abc"; // 棧
char *p2; //棧
char *p3 = "123456"; // 123456/0在常量區，p3在棧上。
static int c = 0； // 全局（靜態）初始化區
p1 = (char *)malloc(10)
p2 = (char *)malloc(20) // 分配得來得10和20字節的區域就在堆區。
strcpy(p1, "123456"); // 123456/0放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。
}
P.S. 在開闢內存時，使用new[]開闢了數組空間後，釋放空間一定用delete[]才能在釋放空間時告訴編譯器釋放的是數組空間。
P.S.
p1 = (char *)malloc(10);
在上面這行代碼中，爲指針p1開闢了10個字節的空間，這10個字節的空間在堆中，即自由存儲區，但是指針p1存儲在棧中。具體含義爲在棧中存儲了一個指針，這個指針指向堆中的一塊內存。
參考：
C++中堆和棧的區別