堆与栈

在学习 C/C++ 的过程中，经常会听到“堆”和“栈”这两个词。它们是程序运行时内存的两种不同区域，对于理解变量的生命周期、指针、动态内存分配等内容非常重要。本节将带你认识堆和栈的本质、区别以及它们在实际编程中的应用。

什么是栈（Stack）

栈是一种由系统自动管理的内存区域，主要用于存放局部变量、函数参数、返回地址等。你可以把栈想象成一个“自动收纳盒”，当你进入一个函数时，系统会自动为该函数分配一块栈空间，函数结束后，这块空间会自动释放。

栈的特点：

• 自动分配和释放：进入函数时自动分配，离开函数时自动释放，无需程序员手动管理。
• 存储局部变量和参数：如 int a = 10;、void func(int x) 中的 x。
• 空间较小：栈的大小一般有限（几百 KB 到几 MB），如果分配太多会导致“栈溢出”。
• 速度快：由于分配和释放由系统自动完成，速度非常快。

举个例子：

void func() {
    int a = 10; // a 是局部变量，存放在栈上
}

当 func() 被调用时，系统会在栈上分配空间给变量 a，当函数的生命周期结束后，a 所占用的空间会自动释放。

什么是堆（Heap）

堆是一种由程序员手动管理的内存区域，主要用于动态分配内存。你可以把堆想象成一个“自助仓库”，需要多少空间就自己去申请，用完了要自己归还。

堆的特点：

• 手动分配和释放：需要程序员使用 new/delete（C++），或 malloc/free（C）来管理内存。
• 存储动态分配的变量：如 int* p = new int(10);，p 指向的内存就在堆上。
• 空间较大：堆的空间一般比栈大得多，可以存放大量数据（如大数组、复杂对象）。
• 速度较慢：分配和释放需要操作系统参与，速度比栈慢一些。

举个例子：

int* p = new int(10); // 在堆上分配一个 int，p 指向这块内存
delete p; // 用完后需要手动释放

为什么要用堆？

有些情况下，局部变量的生命周期太短，或者需要存储大量数据，栈空间不够用，这时就需要用堆来动态分配内存。例如：

• 需要在函数外部访问或保存数据（如返回数组、对象等）
• 需要存储大量数据（如大数组、链表、树等数据结构）
• 需要灵活控制内存的分配和释放

举个例子，假如你想在函数中创建一个数组，并返回给外部使用：