vector和array的差別（含轉過無數次的文章）

vector和array的差別

arrary的空間是由系統配置設定的，在編譯時已經确定，存放在棧區

vector的空間可由程式員動态配置設定，可動态增長，在運作時才确定大小，存放在堆區

要想深入了解它們的差別，則就是堆和棧的差別

一、預備知識—程式的記憶體配置設定

一個由C/C++編譯的程式占用的記憶體分為以下幾個部分

1、棧區（stack）— 由編譯器自動配置設定釋放 ，存放函數的參數值，局部變量的值等。其

操作方式類似于資料結構中的棧。

2、堆區（heap） — 一般由程式員配置設定釋放， 若程式員不釋放，程式結束時可能由OS回

收 。注意它與資料結構中的堆是兩回事，配置設定方式倒是類似于連結清單，呵呵。

3、全局區（靜态區）（static）—，全局變量和靜态變量的存儲是放在一塊的，初始化的

全局變量和靜态變量在一塊區域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜态變量在相鄰的另

一塊區域。 - 程式結束後由系統釋放。

4、文字常量區 —常量字元串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放

5、程式代碼區—存放函數體的二進制代碼。

二、例子程式

這是一個前輩寫的，非常詳細

//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（靜态）初始化區

p1 = (char *)malloc(10);

p2 = (char *)malloc(20);

配置設定得來得10和20位元組的區域就在堆區。

strcpy(p1, "123456"); 123456/0放在常量區，編譯器可能會将它與p3所指向的"123456"

優化成一個地方。

}

二、堆和棧的理論知識

2.1申請方式

stack:

由系統自動配置設定。 例如，聲明在函數中一個局部變量 int b; 系統自動在棧中為b開辟空

間

heap:

需要程式員自己申請，并指明大小，在c中malloc函數

如p1 = (char *)malloc(10);

在C++中用new運算符

如p2 = new char[10];

但是注意p1、p2本身是在棧中的。

2.2

申請後系統的響應

棧：隻要棧的剩餘空間大于所申請空間，系統将為程式提供記憶體，否則将報異常提示棧溢

出。

堆：首先應該知道作業系統有一個記錄空閑記憶體位址的連結清單，當系統收到程式的申請時，

會周遊該連結清單，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點，然後将該結點從空閑結點連結清單

中删除，并将該結點的空間配置設定給程式，另外，對于大多數系統，會在這塊記憶體空間中的

首位址處記錄本次配置設定的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正确的釋放本記憶體空間。

另外，由于找到的堆結點的大小不一定正好等于申請的大小，系統會自動的将多餘的那部

分重新放入空閑連結清單中。

在程序退出的時候 若程式員沒有釋放這個堆空間，則系統會自動回收。除非程式碰到異常程序沒有正常退出，才會導緻潛在的記憶體洩漏。

2.3申請大小的限制

棧：在Windows下,棧是向低位址擴充的資料結構，是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意

思是棧頂的位址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在WINDOWS下，棧的大小是2M（也有

的說是1M，總之是一個編譯時就确定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，将

提示overflow。是以，能從棧獲得的空間較小。

堆：堆是向高位址擴充的資料結構，是不連續的記憶體區域。這是由于系統是用連結清單來存儲

的空閑記憶體位址的，自然是不連續的，而連結清單的周遊方向是由低位址向高位址。堆的大小

受限于計算機系統中有效的虛拟記憶體。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

2.4申請效率的比較：

棧由系統自動配置設定，速度較快。但程式員是無法控制的。

堆是由new配置設定的記憶體，一般速度比較慢，而且容易産生記憶體碎片,不過用起來最友善.

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc配置設定記憶體，他不是在堆，也不是在棧是

直接在程序的位址空間中保留一塊記憶體，雖然用起來最不友善。但是速度快，也最靈活。

2.5堆和棧中的存儲内容

棧： 在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可

執行語句，函數調用前和調用後系統通用寄存器值會發生變化，尤其是程式指針會随執行程式或函數的不同而發生改變，當函數執行完後需要傳回原來的位置繼續執行，是以需要通過棧來儲存調用前的程式指針。而調用的開始就是讓程式指針轉向被調用的代碼，在轉向之前當然要先儲存程式指針，以便回來繼續執行，而回來後繼續執行哪裡，就是“被調用函數下一行的記憶體位址”啦）的位址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧

的，然後是函數中的局部變量。注意靜态變量是不入棧的。

當本次函數調用結束後，局部變量先出棧，然後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地

址，也就是主函數中的下一條指令，程式由該點繼續運作。

堆：一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體内容由程式員安排。

（關于在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令，仍有争議）

2.6存取效率的比較

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在運作時刻指派的；

而bbbbbbbbbbb是在編譯時就确定的；

但是，在以後的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字元串(例如堆)快。

比如：

#include

void main()

{

char a = 1;

char c[] = "1234567890";

char *p ="1234567890";

a = c[1];

a = p[1];

return;

}

對應的彙編代碼

10: a = c[1];

00401067 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]

00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]

00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al

第一種在讀取時直接就把字元串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到

edx中，再根據edx讀取字元，顯然慢了。

2.7小結：

堆和棧的差別可以用如下的比喻來看出：

使用棧就象我們去飯館裡吃飯，隻管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就

走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自

由度小。

使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由

度大。 (經典！)