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内存为什么要分堆栈在编程里，要是全部只用堆或者全部只用栈，可行吗？

用户2533388164.5
2023-07-10
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「唯一胡小然」发表看法

2023-07-10

其实我们都知道，计算机内存本来就是一块内存,没有堆栈之分。

在学编程的时候，我们应该都听过一句话 “如果程序结束之后仍然想要访问那一段数据就要用堆”，我想这个其实就是你疑问的关键了，堆和栈都有其自己的独特性，可能你了解这两个东西，但是我还是解释下，以免别的小伙伴在看答案的时候，不知道。

栈：就像我第一句话说的，本没有什么堆栈之分，但是编程语言的出现，就有了一个概念“函数”，这个函数之间是可以相互调用的（就像我们传递东西，比如：胡小然将东西传递胡小然2 将东西传递胡小然3，之后需要从后面向前面反馈传递结果，这个传递的过程我们就可以理解为调用），那就出现了前后之分，这就是调用队列了，那这个队列有个什么特点呢，那就是先被调用进入队列的要最后出去，就是我们常说的先进后出（FILO），那么这时栈就出现了，而且它还有一个特点那就是线程独有（所以可以存放我们的临时变量），生命周期是随线程的。当然我所说的是内存栈的意思，其实“栈”就是个数据结构，是一种限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表，这个特性不正好是符合我刚才说的FILO嘛。所以你可以这么理解c++或者java（jvm）中的内存栈的概念，就是编程语言的作者为了管理内存使用了“栈”这种数据结构（说的再细点就是现代CPU体系结构决定了栈是管理函数调用和局部变量的最佳数据结构。因为CPU已经提供了现成的指令）。

堆：可算是一种特殊的数据结构，好像我们经常使用的二叉树。内存堆这个解释起来就更简单了，就是一块能自由分配的内存。它允许程序在运行时动态地申请某个大小的内存空间，比如：程序员向操作系统申请一块内存，当系统收到程序的申请时，会遍历一个记录空闲内存地址的链表，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。其特点就是分配的速度较慢，地址不连续，容易碎片化并且是由程序员申请，同时也必须由程序员负责销毁，否则导致内存泄露。像在java这种高级语言中，我们不比担心内存回收的问题，那是因为jvm已经在帮我们处理了。

上面说了这么多，就是想说明一下内存栈和内存堆出现的意义和作用，所以答案就出来了，那就是不能“只用堆或者全部只用栈”那样我们程序的调用和数据的存储都会出现问题。

好了，上面只是我自己一些理解，不对的地方还请大家指出，也希望对题主的疑问有帮助。

「急速马力快de源码控」发表看法

2023-07-17

一个非常好的问题。堆栈是典型的两类内存分配方式，都是为了优化内存的使用，各有特点，用在不同的场景中。

一，栈

栈具有先进后出，后进先出特性，连续存储，操作简单，使用方便，无需管理，大部分芯片都对栈提供芯片级别的硬件支持，只需要移动指针就可以快速实现内存的分配和回收。比如局部变量使用栈内存，减少不必要的内存分配管理。

栈创建和删除的时间复杂度是O(1)，速度快。但是不利于管理大内存，栈中的数据大小和生存周期都是确定的，缺乏灵活性。

二，堆

堆内存的管理机制相对复杂，有一套相应的分配策略，防止大量小碎片出现，同时加快查找。堆用于动态创建分配内存，创建和删除节点的时间复杂度是O(logn)。

堆的回收机制也复杂很多，根据内存大小不同，数据生命周期不同，采用相应的回收机制，涉及操作系统的堆管理。

因为堆内存的管理和申请相对复杂，更消耗系统资源，通常生命周期更长使用范围更广的全局变量使用堆内存。

我是工作多年的Web应用架构师，欢迎关注我，了解更多IT专业知识。

「日冲信息黄」发表看法

2023-07-16

堆和栈是不能相互替代的。程序的结构是前部是栈，中部是程序体，后部是堆。前部和中部是链接的时候由编译器算好了的，执行过程中是固定不变的。而后部则可以随着程序的执行而改变长度。

那么为什么要把内存分成堆和栈呢？

栈是用来存储程序初期设定的变量的，这些变量在程序执行之前就要准备好。因此栈要放在程序的前部并且固定位置，否则程序就不知道该到那里去找这些变量。而程序的运行结果往往是不能预先确定的，所以把堆放在后部以便可以提供足够的内存保存运算结果。

至于栈用先进后出的方式，读写速度高，这是针对它的长度固定的特征设计出来的。而堆为了保持可扩张的特性，也设计了类似于二叉树的索引方式，以便可以高速地寻址，并可以方便地释放内存空间。

「故事易点点」发表看法

2023-07-10

在物理上看堆和栈都是进程在内存里分配的一块区域。

从逻辑上看，他们的存取算法不同。栈是一种先进后出的算法。适合用于满足程序的方法调用数据，也就是调用方法栈。栈就像杂技表演里的一层层地把人落上去再一个一个下来一样。

而堆就是一种随机访问的存取算法。适合存储程序中的数据对象。堆就像停车场的停车位一样。

「马达加斯加的云」发表看法

2023-07-18

堆、栈在程序运行时有不同的特征和意义，两者都不能替代对方。

堆，是自由分配的内存，几乎在程序运行的任意时间都可以申请获得任意的大小（假设空闲内存充足），使用完之后在任意时间都可以释放。堆灵活的使用规则可以提高内存的使用效率，就是在需要时按需分配，不需要时释放以作他用。

栈，是遵守后进先出顺序的内存，只有运行到所在的作用域才会分配，在作用域内屏蔽掉之前同名的内存的访问，在退出作用域时释放掉以让之前同名的内存能被访问。栈的后进先出顺序有效地解决同名内存的问题，并有助于编程者掌控逻辑结构（例如函数调用等）。

如果把内存比作火箭的推进器，堆就是助推器，栈是主体的各级推进器。助推器可根据实际需要不安装、少安装或多安装，并且可随时分离。主体各级推进器，要先安装最高一级再安装下一级，最后安装一级推进器，使用的时候和安装是相反的顺序，只有下一级的推进器分离了才能使用上一级的。

正是各种内存不同的使用规则，才能适应现实中各种各样的需求，模拟出现实中的事物。因此不能只用栈或只用堆。

「有限变无限」发表看法

2023-07-11

这个问题其实是一类问题。

就类似于电脑为什么要分内存和硬盘？为什么又有单独的CPU ？

买的键盘为何每个按钮又都能拆下来？

用设计的一种思想解答最合适不过，那就是——解耦。

为什么要解耦，什么情况下要解耦呢？

当我们要处理的问题越复杂的时候，我们会发现有两种解决思路，一种是在曾经的设计基础上，去不断的丰富功能，这样耦合就很强，容易出现一损俱损。而且不利于维护，效率一般也不高。因为没有对不同的问题应用最合适的工具，最合适的数据结构，设计风格等。

那么解耦之后呢，那就简单了，每个部分根据对应的特点，去运用更合适的数据结构或者设计风格去处理，这样每个部分的执行效率就很高。而且，松耦合也更易分开维护，不容易出现一损俱损。

经济学里有劳动分工的概念，其实与这里的分开处理有异曲同工之妙。

分工了，每个人或者每个部分就可以最大化局部处理的效率，这样整体效率就提升了很多。

希望我们都不要只局限在自己所研究的领域去研究问题，尝试从更多其它的领域去分析类似的问题。这样，我们会发现埋藏在具体问题背后的基本问题。用哲学的话来看，那就是，由具体问题抽象到一般问题，然后再应用一般问题，去大范围解决类似的规模化具体问题。古话有句话叫做触类旁通，也就是这个意思。

「FrankY 」发表看法

2023-07-17

堆栈内存区分，主要是基于程序执行效率以及方便管理的目的。这就好比飞机为什么要在飞机场起飞而不是火车站。

堆主要是存放实例化的对象，有小对象也有大对象，而且这个实例化的操作比较频繁，因为可能需要实例化的对象比较多，内存回收也有延迟，所以堆内存一般会分配比较大的配额，但也不能太大，太大浪费，太小可能导致内存溢出，而且还有一些老年代的对象可能会很长时间驻足于堆内存。对象在内存里面的分配可能是连续的，也可能是分散的，这取决于内存分配策略和垃圾回收策略。

栈的数据结构是先进后出，所以这个数据结构比较适合程序方法的调用，最先被调用的方法的栈帧在栈的最下面，最后被调用方法的栈帧在栈的最上面，每个方法调用结束(出栈)，其所属栈帧内存释放。每个方法执行时需要的栈帧的内存在程序编译时就已经确定了。方法的调用深度也不能没有限制否则可能导致堆栈溢出，特别是方法的递归调用。

「麥克老牛」发表看法

2023-07-12

堆是用户请求的内存区域，由用户维护，比如malloc()。栈是程序自己建立的临时空间有程序自己维护，比如调用函数，函数的形参会产生栈，函数调用完毕程序自己清除。而malloc()分配的就是堆，用完要用free释放，其他new、delete也差不多。另外栈是要占用CPU寄存器的，所以空间有限，但访问速度快。堆空间大可以随意。

堆和栈是两种不同的方式，其他先进先出，后进先出的区别我认为并不重要。还是在于它们的分配是使用差别。了解了这些你就可以知道全部用堆或者全部用栈都是不可能的。另外再次鄙视一下那些用Java的讨论堆栈的，Java你寄存器在哪里都不知道，堆栈对你们有意义吗？

「liuning1982 」发表看法

2023-07-19

硬件上这两者并没有什么特别的不同，主要是逻辑上的区别，由操作系统负责管理，因为为了提高内存的使用效率，要及时释放不需要的内存，有的内存需要一直使用，有的内存只是临时占用，前者就是堆，后者就是栈。理论上全用堆是可行的，但是这就要求程序员自己管理内存，不要操作系统介入，记得及时释放，否则很快就会消耗完。