编程语言中的堆栈与堆

Question

在C99中，以下这行代码会在栈上创建一个名为ptr的变量，并将其指向堆上的一个内存区域。

int *ptr = (int*)malloc(sizeof(int)*10);

堆和栈的定义在哪里？我在C99语言规范中没有找到它们。

栈和堆是由操作系统、指令集架构或其他什么东西定义的吗？

另一个相关的问题是，C#中的堆栈概念是否与C99中的概念完全相同？由于C#代码在.Net框架上运行，我不确定概念是否与C99相同。

- mingpepe

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这会在一定程度上帮助你。有一个很好的答案。https://dev59.com/hHVD5IYBdhLWcg3wHn2d - Nikhil Vartak

谢谢您提供的信息。然而，主要问题是定义在哪里？ - mingpepe

在C语言中，“stack”和“heap”是口语化的术语。 - user253751

该语言中没有关于堆栈和堆的定义。这些是与语言如何分配内存有关的概念。将从malloc返回的地址与一些本地变量int i = 0; int * pi =＆i;的地址进行比较。您会发现本地变量位于内存的不同区域（堆栈）中，而malloc'd内存位于堆中。 - Galax

Answer 1

堆栈和堆是实现细节；正如您发现的那样，C语言定义根本没有提到它们。

C语言定义谈论对象的存储期。具有自动存储期的对象的生命周期延伸到其封闭块上；碰巧硬件堆栈使得这种行为易于实现，因此几乎所有的C实现都这样做。具有分配存储期的对象的生命周期从malloc/calloc/realloc调用开始，直到调用free。同样，几乎所有的C实现都利用系统堆来实现这种行为。

然而，实现不必使用系统提供的堆栈或堆来满足对象存储期要求；这只需要更多的工作。

- John Bode

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系统提供的堆栈或堆是什么？从硬件的角度来看，它们是同一件事，对吗？那么它们是由操作系统定义的吗？ - mingpepe

@mingpepe - 栈通常由硬件平台定义（我熟悉的大多数CPU都会分配一些寄存器用于栈管理）。堆则是硬件和操作系统共同管理的。实现方式各不相同。 - John Bode

堆是硬件和操作系统之间混合的意思是什么？ - mingpepe

@mingpepe：这意味着操作系统提供的实用程序负责管理堆中的项目，但硬件可能提供专门的存储。 - John Bode

Answer 2

堆是分配给运行在机器上的给定进程的内存量。栈是分配给当前正在运行的线程的一般较小的内存量。

当您创建局部变量时，它存储到堆栈中。这个可寻址空间处理不同的值作用域，因此会像使用堆栈数据结构一样推入或弹出不同的值。

然后，当您malloc一个变量时，它会被存储到堆中，因此即使跨多个作用域也会保存。

请注意，存储在堆中的内容在使用完毕后必须被释放，而操作系统会自动处理堆栈中的内容。

查看http://gribblelab.org/CBootcamp/7_Memory_Stack_vs_Heap.html

- pwilmot