嵌入式C语言中堆和栈的区别-电子发烧友网

前言

在嵌入式 C语言中，堆和栈都是用来存储变量的内存区域，但它们在存储和使用变量方面有很大的区别。

堆和栈的主要区别在于它们的分配和释放方式。栈是由编译器自动分配和释放的，存储在栈中的变量的生命周期与函数调用的生命周期相同。每次函数调用时，栈会自动分配一些内存用于存储函数的参数、局部变量和返回地址等信息，当函数返回时，栈中的这些变量和信息会自动被释放。

需要注意的是，堆和栈的大小都是有限制的。栈的大小通常受限于系统的硬件资源和操作系统的限制，而堆的大小通常受限于操作系统的内存管理策略和硬件资源。如果在程序中使用了过多的堆或栈内存，可能会导致栈溢出或堆溢出等内存错误，从而导致程序崩溃或行为不可预测。因此，在编写嵌入式C程序时，应该合理地使用堆和栈内存，避免出现内存错误。

一、堆和栈的概念

区别：

堆和栈都是内存中的一段连续区域，用于存储数据。它们之间的区别在于：

栈是由编译器自动管理的，其内存分配和释放都由编译器负责，开发者无法直接控制。而堆是由开发者手动管理的，需要通过调用相关的函数来申请和释放内存空间。

栈是一种先进后出（LIFO）的数据结构，通常位于内存的高地址区域。栈的特点是具有自动分配和释放内存的能力，每次函数调用时，程序会自动为该函数分配一个栈帧，并在函数返回时自动释放栈帧。由于栈的内存分配和释放由编译器自动完成，因此程序员无需手动管理栈内存。栈内存主要用于存储局部变量、函数参数和返回值等数据。
堆是一种动态数据结构，通常位于内存的低地址区域。堆的特点是可以在运行时动态分配和释放内存，程序员可以通过malloc、calloc等函数手动申请一块指定大小的内存空间，并在使用完毕后手动释放该内存空间。堆内存主要用于存储动态分配的数据，如数组、结构体和对象等。

堆的定义：

堆是指存放在内存中的一块动态分配的区域，它的大小是不固定的，可以在程序运行时动态地分配和释放。堆的分配和释放由程序员来控制，程序员需要手动地分配堆的内存空间，并在不需要时释放它。堆是一种动态分配的内存区域，通常用于存储一些比较大的数据结构，例如数组和结构体等。

栈的定义

栈是指存放在内存中的一块静态分配的区域，它的大小是固定的，不能在程序运行时动态地分配和释放。栈的分配和释放由系统自动控制，系统会自动地为每个线程分配一块栈空间。栈是一种后进先出（Last In First Out，LIFO）的数据结构，通常用于存储一些较小的数据，例如基本数据类型和函数的参数等。

堆的实现方式及存放数据类型

堆是动态内存分配中的一种方式，其内存空间是在程序运行期间从系统中申请的，因此能够更加灵活地利用内存空间。堆的实现方式一般是通过malloc、calloc、realloc等函数来实现。这些函数会在系统的堆空间中申请一块指定大小的内存空间，并返回一个指向该内存空间的指针。

堆可以存放各种类型的数据，包括基本数据类型、数组、结构体、指针等等。下面以数组和结构体为例，分别演示在堆中动态分配内存空间的方法。

栈和堆的异同点

内存分配和释放方式不同

栈内存是由编译器自动分配和释放的，它的生命周期与函数的生命周期相同。每当函数被调用时，编译器将自动为该函数分配一块内存，用于存储该函数的局部变量、参数、返回值以及函数的返回地址等信息。当函数执行完毕后，编译器将自动释放该函数的内存空间。

堆内存是由程序员动态分配和释放的。程序员可以根据需要动态地分配内存空间，同时在不再需要该内存空间时手动释放它。堆内存的生命周期由程序员决定，因此程序员必须确保及时释放堆内存，以避免内存泄漏。

举例：

1#include 
 2#include 
 3
 4void foo(int n) {
 5    int x = n * n;
 6    printf("x = %d\\n", x);
 7}
 8
 9int main() {
10    int a = 10;
11    foo(a);
12
13    int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
14    *p = 20;
15    printf("*p = %d\\n", *p);
16    free(p);
17
18    return 0;
19}