C/C++（6）
在bbs上，堆与栈的区分问题，似乎是一个永恒的话题，由此可见，初学者对此往往是混淆不清的，所以我决定拿他第一个开刀。
&&&&& 首先，我们举一个例子：
&&&&& void f() { int* p=new int[5]; }&
&&&&& 这条短短的一句话就包含了堆与栈，看到new，我们首先就应该想到，我们分配了一块堆内存，那么指针p呢？他分配的是一块栈内存，所以这句话的意思就是：在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p。在程序会先确定在堆中分配内存的大小，然后调用operator new分配内存，然后返回这块内存的首地址，放入栈中，他在VC6下的汇编代码如下：
&&&&& &&&& push&&&&&&&&& 14h
&&&&& 0040102A&&&& call&&&&&&&&& operator new ()
&&&&& 0040102F&&&& add&&&&&&&&&& esp,4
&&&&& &&&& mov&&&&&&&&&& dword ptr [ebp-8],eax
&&&&& &&&& mov&&&&&&&&&& eax,dword ptr [ebp-8]
&&&&& &&&& mov&&&&&&&&&& dword ptr [ebp-4],eax
&&&&& 这里，我们为了简单并没有释放内存，那么该怎么去释放呢？是delete p么？澳，错了，应该是delete []p，这是为了告诉编译器：我删除的是一个数组，VC6就会根据相应的Cookie信息去进行释放内存的工作。
&&&&& 好了，我们回到我们的主题：堆和栈究竟有什么区别？&
&&&&& 主要的区别由以下几点：
&&&&& 1、管理方式不同；
&&&&& 2、空间大小不同；
&&&&& 3、能否产生碎片不同；
&&&&& 4、生长方向不同；
&&&&& 5、分配方式不同；
&&&&& 6、分配效率不同；
&&&&& 管理方式：对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。
&&&&& 空间大小：一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间，从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的，例如，在VC6下面，默认的栈空间大小是1M（好像是，记不清楚了）。当然，我们可以修改：&&&&
&&&&& 打开工程，依次操作菜单如下：Project-&Setting-&Link，在Category 中选中Output，然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。
注意：reserve最小值为4Byte；commit是保留在虚拟内存的页文件里面，它设置的较大会使栈开辟较大的值，可能增加内存的开销和启动时间。
&&&&& 碎片问题：对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出，在他弹出之前，在他上面的后进的栈内容已经被弹出，详细的可以参考数据结构，这里我们就不再一一讨论了。
&&&&& 生长方向：对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长。
&&&&& 分配方式：堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。
&&&&& 分配效率：栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。
&&&&& 从这里我们可以看到，堆和栈相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的内存碎片；由于没有专门的系统支持，效率很低；由于可能引发用户态和核心态的切换，内存的申请，代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的，就算是函数的调用也利用栈去完成，函数调用过程中的参数，返回地址，EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以，我们推荐大家尽量用栈，而不是用堆。
&&&&& 虽然栈有如此众多的好处，但是由于和堆相比不是那么灵活，有时候分配大量的内存空间，还是用堆好一些。
&&&&& 无论是堆还是栈，都要防止越界现象的发生（除非你是故意使其越界），因为越界的结果要么是程序崩溃，要么是摧毁程序的堆、栈结构，产生以想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中，没有发生上面的问题，你还是要小心，说不定什么时候就崩掉，那时候debug可是相当困难的：）
&&&&& 对了，还有一件事，如果有人把堆栈合起来说，那它的意思是栈，可不是堆，呵呵，清楚了？&
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一、预备知识—程序的内存分配&&
& 一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分&&
& 1、栈区（stack）—&& 由编译器自动分配释放&& ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其&&
& 操作方式类似于数据结构中的栈。&&
& 2、堆区（heap）&& —&& 一般由程序员分配释放，&& 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回&&
& 收&& 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。&&
& 3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的&&
& 全局变量和静态变量在一块区域，&& 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另&&
& 一块区域。&& -&& 程序结束后由系统释放。&&
& 4、文字常量区&& —常量字符串就是放在这里的。&& 程序结束后由系统释放&&
& 5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。&&
& 二、例子程序&&&&
& 这是一个前辈写的，非常详细&&&&
& //main.cpp&&&&
& int&& a&& =&& 0;&& 全局初始化区&&&&
& char&& *p1;&& 全局未初始化区&&&&
& main()&&&&
& int&&&& 栈&&&&
& char&& s[]&& =&& &abc&;&& 栈&&&&
& char&& *p2;&& 栈&&&&
& char&& *p3&& =&& &123456&;&& 在常量区，p3在栈上。&&&&
& static&& int&& c&& =0；&& 全局（静态）初始化区&&&&
& p1&& =&& (char&& *)malloc(10);&&&&
& p2&& =&& (char&& *)malloc(20);&&&&
& 分配得来得10和20字节的区域就在堆区。&&&&
& strcpy(p1,&& &123456&);&& 放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的&123456&&&
& 优化成一个地方。&&&&
& 二、堆和栈的理论知识&&&&
& 2.1申请方式&&&&
& stack:&&&&
& 由系统自动分配。&& 例如，声明在函数中一个局部变量&& int&&&& 系统自动在栈中为b开辟空&&
& heap:&&&&
& 需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数&&&&
& 如p1&& =&& (char&& *)malloc(10);&&&&
& 在C++中用new运算符&&&&
& 如p2&& =&& new&& char[10];&&&&
& 但是注意p1、p2本身是在栈中的。&&&&
& 申请后系统的响应&&&&
& 栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢&&
& 出。&&&&
& 堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，&&
& 会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表&&
& 中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的&&
& 首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。&&
& 另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部&&
& 分重新放入空闲链表中。&&&&
& 2.3申请大小的限制&&&&
& 栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意&&
& 思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有&&
& 的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将&&
& 提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。&&&&
& 堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储&&
& 的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小&&
& 受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。&&&&
& 2.4申请效率的比较：&&&&
& 栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。&&&&
& 堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.&&&&
& 另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是&&
& 直接在进程的地址空间中保留一块内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。&&
& 2.5堆和栈中的存储内容&&&&
& 栈：&& 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可&&
& 执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈&&
& 的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。&&&&
& 当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地&&
& 址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。&&&&
& 堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。&&&&
& 2.6存取效率的比较&&&&
& char&& s1[]&& =&& &aaaaaaaaaaaaaaa&;&&&&
& char&& *s2&& =&& &bbbbbbbbbbbbbbbbb&;&&&&
& aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；&&&&
& 而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；&&&&
& 但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。&&&&
& 比如：&&&&
& #include&&&&
& void&& main()&&&&
& char&& a&& =&& 1;&&&&
& char&& c[]&& =&& &&;&&&&
& char&& *p&& =&&;&&&&
& a&& =&& c[1];&&&&
& a&& =&& p[1];&&&&
& 对应的汇编代码&&&&
& 10:&& a&& =&& c[1];&&&&
& && 8A&& 4D&& F1&& mov&& cl,byte&& ptr&& [ebp-0Fh]&&&&
& 0040106A&& 88&& 4D&& FC&& mov&& byte&& ptr&& [ebp-4],cl&&&&
& 11:&& a&& =&& p[1];&&&&
& 0040106D&& 8B&& 55&& EC&& mov&& edx,dword&& ptr&& [ebp-14h]&&&&
& && 8A&& 42&& 01&& mov&& al,byte&& ptr&& [edx+1]&&&&
& && 88&& 45&& FC&& mov&& byte&& ptr&& [ebp-4],al&&&&
& 第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到&&
& edx中，再根据edx读取字符，显然慢了。&&&&
& 2.7小结：&&&&
& 堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：&&&&
& 使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就&&
& 走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自&&
& 由度小。&&&&
& 使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由&&
& 度大。&& (经典！) &
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遇到栈溢出的问题最好先想想怎么优化算法，比如递归改为非递归之类的，递归一般都可以用队列和stack实现非递归的
其次实在不行了，变量必须开这么大，那没办法，用堆吧（malloc,new），不够用它会从外存里找的，不像栈在内存里。
参考知识库
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(1)(17)(28)ios开发：OC对象的内存分析 - 周周周少爷 - 博客园
　　　最近要开始准备找实习单位了，做做笔试题，看看各位大神的面试经历，发现自己要学习的东西真的还有很多，虽然也做过几个的项目，但是真正拿过笔试题一看，才发现自己对基础这方面的东西，确实有点忽视了，所以最近开启恶补模式。
　　　这几天在研究ios内存分析这一块，才发现自己原来忽视了这么多重要的东西，在这里和大家分享一下。
　　　先来看一段代码：
NSString*s = [[NSString alloc] initWithString:@"hello ios"];
　　这是一段最简单的字符串定义，但是看似简单，其实有很多东西可能会被忽略掉
　　1.这里的s其实是个指针，在oc中除了基本数据类型之外的变量类型都是指针类型，oc的对象也是通过指针进行操作的。
　　2. 在第一段代码定义了NSString类型的指针变量，但是并没有指向任何对象，第二段代码alloc一个NSString对象 &然后使s指向它，并通过s开始其的后续操作。
　　3. 这里s的内存空间在栈内存中，&hello ios&在堆内存中。
下面通过图示说明一下
再来看一个例子
@interface C: NSObject
int main(int argc, const char *argv[])
C *c1 = [[C alloc]init];
C *c2 = [[C alloc]init];
内存分布情况
　　看到这里大家也就能明白了，oc中创建的对象指针存储在栈内存中，而alloc出来的对象的内存在堆内存中，栈内存中的指针通过赋值指向堆内存中的对象，然后通过栈内存中的指针访问对象及其变量，也就是说，其实我们在创建一个对象时其实是利用了两个部分的内存空间。主题 : 一个关于oc 函数中返回局部变量的问题
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一个关于oc 函数中返回局部变量的问题&&&
-(uiimage*) getImage { uiimage *localImg = [uiimage imageNamed:@&XX&]; return localImg } 然后在外部调用函数 uiimage * imgVar = [self getImage]; 这样做将局部变量返回，但是程序运行的时候imgVar指向内容不会变成nil 三楼的正解了，是堆和栈的区别，多谢啦 [ 此帖被ferruccio在 23:35重新编辑 ]
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imageNamed获得的对象是一个autorelease对象，在oc中，除了和c（malloc、free）方式一样的alloc和release，即手工释放方式，还有一种自动释放方式autorelease，通过这种方式可以将局部变量返回给外部变量。我个人直观理解就是，应用程序在管理autorelease对象的生命周期，只要有指针指向这块内存地址，表示对象处于可用状态。反之认为这块内存地址已经无用，可以释放它。具体可以参考官方文档手册，代码中（Alt+双击）要了解的部分。。。。。
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不是autorelease的也不会释放，我试过用alloc方法生成图片，出了函数体之后，那个内存依然可用的。但是在c中，出了函数体，局部变量会被释放，怎么oc会不一样呢？是机制不同了，还是我理解有问题？貌似oc不管是不是局部变量，retaincount不是0就不释放，可以这样理解吗？
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貌似oc不管是不是局部变量，retaincount不是0就不释放，可以这样理解吗？我理解是这样的，OC中局部变量应该也是在堆上分配的，对于c＋＋局部变量可以是在栈上分配的
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正解了谢谢！
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返回的是指针啊，一个值来的。就像你平常return一个int的值一样，你会考虑它是否已经被释放了吗。只要这个指针指向的内存没有被释放就好了。
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回 3楼(rockboy) 的帖子
retainCount值为0，就调用dealloc释放内存的结论是对的。imageNamed返回的是一个autorelease对象，retainCount此时还是1，自动释放池NSAutoreleasePool还未release此对象。
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