Proper stack and heap usage in C++?
我已经编程了一段时间，但主要是Java和C语言。事实上，我从来没有独自管理过记忆。我最近开始在C++编程，我有点困惑什么时候我应该存储在堆栈上的东西，什么时候存储在堆上。
我的理解是，频繁访问的变量应该存储在堆栈和对象上，很少使用的变量和大型数据结构都应该存储在堆上。这是正确的还是我不正确？
不，堆栈和堆之间的区别不是性能。它的生命周期：函数中的任何局部变量(任何不malloc()或新的变量)都存在于堆栈中。当您从函数返回时，它就会消失。如果您希望某个东西的寿命比声明它的函数长，则必须在堆上分配它。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | class Thingy; Thingy* foo( ) { int a; // this int lives on the stack Thingy B; // this thingy lives on the stack and will be deleted when we return from foo Thingy *pointerToB = &B; // this points to an address on the stack Thingy *pointerToC = new Thingy(); // this makes a Thingy on the heap. // pointerToC contains its address. // this is safe: C lives on the heap and outlives foo(). // Whoever you pass this to must remember to delete it! return pointerToC; // this is NOT SAFE: B lives on the stack and will be deleted when foo() returns. // whoever uses this returned pointer will probably cause a crash! return pointerToB; } |
为了更清楚地理解堆栈是什么，请从另一端来理解它——而不是试图从高级语言的角度来理解堆栈的功能，请查看"调用堆栈"和"调用约定"，并查看调用函数时机器的真正功能。计算机内存只是一系列地址；"堆"和"堆栈"是编译器的发明。
我会说：
如果可以的话，将它存储在堆栈上。
如果需要，将它存储在堆中。
因此，首选堆栈而不是堆。无法在堆栈上存储某些内容的一些可能原因是：
- 它太大了——在32位操作系统上的多线程程序上，堆栈的大小很小而且固定(至少在线程创建时)(通常只有几个兆)。这样就可以在不耗尽地址空间的情况下创建大量线程。对于64位程序或单线程(无论如何是Linux)程序，这不是主要问题。在32位Linux下，单线程程序通常使用动态堆栈，动态堆栈可以一直增长，直到到达堆的顶部。
- 您需要在原始堆栈帧的范围之外访问它——这确实是主要原因。
使用合理的编译器，可以在堆上分配非固定大小的对象(通常是编译时大小未知的数组)。
这比其他答案暗示的更微妙。根据您如何声明堆栈上的数据和堆栈上的数据之间没有绝对的界限。例如：
1 | std::vector<int> v(10); |
在函数体中，声明堆栈上十个整数的
啊，但是(其他答案表明)存储的生存期是受
不是这样。假设函数是：
1 2 3 4 5 6 7 8 | void GetSomeNumbers(std::vector<int> &result) { std::vector<int> v(10); // fill v with numbers result.swap(v); } |
因此，任何具有
因此，现代C++方法是决不将堆数据的地址存储在裸本地指针变量中。所有堆分配都必须隐藏在类中。
如果这样做，您可以将程序中的所有变量视为简单的值类型，并完全忽略堆(除了为一些堆数据编写一个新的值(如包装类)，这应该是不寻常的)。
您只需要保留一点特殊的知识来帮助您优化：在可能的情况下，而不是像这样将一个变量分配给另一个变量：
1 | a = b; |
像这样交换它们：
1 | a.swap(b); |
因为它更快，而且不会抛出异常。唯一的要求是你不需要
缺点是这种方法强制您通过输出参数从函数返回值，而不是实际返回值。但是他们在C++ 0x中用rValk引用来修复。
在最复杂的情况下，您将把这个想法推向极端，并使用一个智能指针类，比如已经在tr1中的
如果需要在创建该项的函数的作用域之外使用该项，您还可以将该项存储在堆中。与堆栈对象一起使用的一个习语叫做raii——这涉及到使用基于堆栈的对象作为资源的包装器，当对象被破坏时，资源将被清除。基于堆栈的对象更容易跟踪何时抛出异常——您不需要担心在异常处理程序中删除基于堆栈的对象。这就是为什么在现代C++中通常不使用原始指针的原因，你会使用一个智能指针，它可以是一个基于堆栈的包装器，用于一个基于堆的对象的原始指针。
另外一个答案是，它也可以是关于性能的，至少有一点。不是说你应该担心这个，除非它与你有关，而是：
在堆中分配需要找到一个跟踪内存块，这不是一个固定时间操作(需要一些周期和开销)。随着内存碎片化和/或接近100%的地址空间，这可能会变慢。另一方面，堆栈分配是恒定的时间，基本上是"自由"操作。
要考虑的另一件事(同样，只有当它成为问题时才真正重要)是，通常堆栈大小是固定的，并且可以比堆大小低很多。因此，如果您正在分配大对象或许多小对象，那么您可能希望使用堆；如果堆栈空间用完，则运行时将抛出站点标题异常。通常不是什么大不了的事，而是另一件需要考虑的事情。
堆栈更高效，更容易管理范围内的数据。
但是堆应该用于比KB更大的任何东西(在C++中很简单，只需在堆栈上创建一个EDCOX1×8)以保存指向分配内存的指针。
考虑一个不断调用自身的递归算法。很难限制和或猜测堆栈的总使用量！而在堆上，分配器(
来源：Linux内核，其堆栈不大于8KB！
为了完整起见，您可以阅读MiroSamek的文章，讨论在嵌入式软件环境中使用堆的问题。
一堆问题
根据变量的分配方式，可以选择是在堆上还是在堆栈上进行分配。如果使用"new"调用动态分配某些内容，则是从堆中分配。如果将某个对象分配为全局变量或函数中的参数，则该对象将在堆栈上分配。
也许这个问题已经得到了很好的回答。我想向您指出下面的一系列文章，以加深对低级细节的理解。亚历克斯·达比有一系列文章，他会带你通过一个调试器。下面是第3部分关于堆栈的内容。http://www.altdevblogaday.com/2011/12/14/c-c-low-level-curroduction-part-3-the-stack/
我认为有两个决定因素
1 2 | 1) Scope of variable 2) Performance. |
在大多数情况下，我更喜欢使用stack，但如果需要访问范围外的变量，可以使用heap。
为了在使用堆的同时提高性能，您还可以使用创建堆块的功能，这有助于获得性能，而不是在不同的内存位置分配每个变量。