一、前言

     直到現在，我們已經知道了我們如何聲明常量類型，例如int,double,等等，還有復雜的例如數組和結構體等。我們聲明他們有各種語言的語法，例如Matlab，Python等等。在C語言中，把這些變量放在棧內存中。

二、基礎

     1、棧

          什么是棧，它是你的電腦內存的一個特別區域，它用來存儲被每一個function（包括mian（）方法）創建的臨時變量。棧是FILO，就是先進后出原則的結構體，它密切的被CPU管理和充分利用。每次function聲明一個新的變量，它就會被“推”到棧中。然后每次一個function退出時，所有關于這個函數中定義的變量都會被釋放（換句話說就是刪除）。一旦棧中的變量釋放，這塊區域就會變成可用的，提供給其他棧中的變量。

     用棧存儲變量的好處是，內存是被你管理的。你不用手動的創建內存，不用當你不在需要它的時候手動釋放內存。另外，由于CPU組織棧內存很高效。讀出和寫入棧變量是很快的。

     理解棧的關鍵是理解概念，當一個function退出時，所有它的變量都會從棧中彈出,以后都會永遠消失。因此棧中的變量本質是局部的。這和我們原來理解為變量作用域或者本地或者全局變量是相關的。在C中，一個公共的bug 是從你程序中的一個function外嘗試訪問一個在棧中的這個function的變量（在該function已經退出后）。
    

關于棧的另一個特點我們應該記住，就是存儲再棧中的變量的大小有限制。而堆上創建變量不用考慮。
    

總結棧：
      a、棧的生長和伸縮就是函數壓入或者推出局部變量。
      b、我們不用自己去管理內存，變量創建和釋放都是自動的。
      c、棧中的變量只有在函數創建運行時存在。
    

2、 堆
         

堆也是我們的計算機內存中的一個區域，但是他不是自動管理的。而且也不是被CPU密切的管理著。它是一片更加自由的內存區域（很大）。要想在堆上創建內存，我們必須使用malloc() 或者calloc（），他們都是C語言編譯的。一旦你在堆上分配內存，當你不在需要的時候你必須用free()去銷毀。如果你不銷毀或者銷毀失敗，你的程序就會有內存泄露。換句話說就是堆內存會一直在，其他進程無法使用。我們將會再調試部分看到，那里有一個叫做Valgrind的東西，它可以幫助你發現內存泄露。
    

不像棧，堆沒有變量大小的限制（除了你電腦的物理限制條件外）。堆內存讀出和寫入都比較慢，因為它必須使用指針圖訪問堆內存。我們將會下面講解指針。
   

3、棧和堆的優缺點
    

棧：
          a、快速訪問。
          b、沒有必要明確的創建分類變量，因為它是自動管理的。
          c、空間被CPU高效地管理著，內存不會變成碎片。
          d、只有局部變量
          e、受限于棧大小(取決于操作系統)
          f、變量不能調整大小。
        堆：
          a、變量可以被全局訪問
          b、沒有內存大小限制
          c、（相對）訪問比較慢
          d、沒有高效地使用空間，隨著塊內存的創建和銷毀，內存可能會變成碎片。
          e、你必須管理內存（變量的創建和銷毀你必須要負責）
          f、變量大小可以用realloc( )調整
例如：    
          下面是一個在棧上創建變量的短程序。和我們看到的其他程序類似

 #include <stdio.h> double multiplyByTwo (double input) { double twice = input * 2.0; return twice; } int main(int argc, const char * argv[]) { int age = 30; double salary = 12345.67; double myList[3] = {1.2,2.3,3.4}; printf("double your salary is %.3f/n",multiplyByTwo(salary)); return 0; }

　　
 運行結果如下： double your salary is 24691.340
    

在第7，8和9行,我們聲明了三個變量：一個int變量、一個double變量和一個包含三個包含double的數組。這三個變量在main（）函數創建，被壓入棧中。當main（）函數退出（程序退出），這些變量就會出棧。同樣地，在multiplyByTwo函數中，第二個double變量，也會在multiplyByTwo（）函數創建的時候壓入棧中。一旦函數退出，第二個變量就會出棧，永遠地消失。
    

備注：有一種方法可以告訴C保持一個棧變量。即使它的創建函數退出。那就是用static關鍵字當聲明變量的時候。一個變量用static關鍵之聲明，因此就會變成一個類似與全局變量的東西。但是它僅僅在創建它的函數里面可見。這是一個奇怪的東西，除非你在一個非常特殊的情況下需要。
    

下面是另一個版本的創建變量在堆上而不是在棧上：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h> double *multiplyByTwo (double *input) { double *twice = malloc(sizeof(double)); *twice = *input *2.0; return twice;}int main(int argc, const char * argv[]) { int *age = malloc(sizeof(int)); *age = 30; double *salary = malloc(sizeof(double)); *salary = 12345.67; double *myList = malloc(3 * sizeof(double)); myList[0] = 1.2; myList[1] = 3.4; myList[2] = 4.5; double *twiceSalary = multiplyByTwo(salary);  printf("double your salary is %.3f/n",*twiceSalary);  free(age); free(salary); free(myList); free(twiceSalary);  return 0;}

　　
正如你所看到的，我們用malloc（）去分配堆內存，用free()去釋放它。這樣不是很大的處理，但是很笨重。還有一件要注意的事情是：這樣會由很多*號。這些是指針。malloc()（calloc()和free（））函數處理的是指針而不是真正的數值。我們將會在下邊討論指針。指針在C棧是一個特殊的數據類型，它用來存儲內存的地址而不是存儲實際的values.因此在

*twice = *input *2.0;

　　
這行，twice變量不是一個double，而是一個指向double的指針，是double被存儲再內存中的地址。

4、什么時候使用堆
    

       我們應該什么時候使用堆和棧呢？如果我們需要分配一大塊內存（例如一個很大的數組或者一個很大的結構體），而且我們需要保持這個變量很長時間（例如全局變量）。我們應該分配堆內存。如果你處理的很小的變量，而且只要再函數使用的時候存活，那么你應該使用棧，它比較方便而且快捷。如果你需要類似與數組或者結構體的變量，而且能夠動態改變大?。ɡ缫粋€數組可以根據需要添加數據或者刪除數據），那么你可以用malloc(),realloc（)給他們分配堆內存，用free()手動的管理內存。當我們討論完指針，我們將會討論動態分配數據結構體。

通過以上對棧和堆的介紹，希望對大家了解和區分棧和堆有所幫助。