堆和栈的区别

1. 栈（stack）

栈用于存储函数（包括主函数）内部使用的变量，是一个先进先出（LIFO）结构，每次声明一个新变量，都会将其推入栈中。当函数运行结束时，栈上上与该函数所有相关的变量（称为一个栈帧）将被释放。栈由CPU自动管理，用户不必关心如何分配和释放内存。栈内存分为栈帧，每次函数调用都会为其分配一个栈帧，在函数返回时释放。

栈的大小通常有限，如果程序试图将过多的信息放入栈中，就会出现栈溢出。

栈的先进后出并不是指栈中的变量是先进后出的，而是指"栈帧"的先进后出，这保证了函数的调用顺序。

• 栈内存由CPU管理
• 变量自动分配和释放
• 栈的大小有限制
• 当变量创建和销毁时，栈会增长和收缩

2. 堆（heap）

堆是一块大的内存，支持动态分配，由用户负责管理。可以通过malloc方法分配内存，通过free方法回收内存，若内存使用后没有回收，则会导致"内存泄漏"，即这块内存无法被其他进程所用。

与栈不同，除物理内存大小的限制，堆的大小没有严格限制。在堆中创建的变量可在程序的任何地方访问（全局变量）。

• 堆内存由程序员管理
• 在C中，使用malloc和free来分配和释放堆内存
• 需要用指针访问堆

3.

考虑以下程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int x;          

int main(void) 
{
    int y;   
    char *str; 

    y = 4;
    printf("stack memory: %d\n", y);

    str = malloc(100 * sizeof(char)); 
    str[0] = 'm';
    printf("heap memory: %c\n", str[0]); 
    free(str);         
    return 0;
}

在上面这段程序中，x是一个全局变量，y和str都是局部变量。malloc为str在堆上分配了100个字节的内存，free则释放了分配的这些内存。