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目录：

1.(内存)堆和栈的区别是什么？

2.什么是堆，栈，内存泄漏和内存溢出？

3.什么是内存池？

4.请你说说什么是内存碎片？

5.在函数中申请堆内存需要注意什么？

内容：

1.(内存)堆和栈的区别是什么？

栈简介：

• 栈由操作系统自动分配释放 ，用于存放函数的参数值、局部变量等，其操作方式类似于数据结构中的栈。参考如下代码：

int main() {
    int b; //栈
    char s[] = "abc"; //栈
    char *p2; //栈
}

其中函数中定义的局部变量按照先后定义的顺序依次压入栈中，也就是说相邻变量的地址之间不会存在其它变量。栈的内存地址生长方向与堆相反，由高到底，所以后定义的变量地址低于先定义的变量，比如上面代码中变量 s 的地址小于变量 b 的地址，p2 地址小于 s 的地址。栈中存储的数据的生命周期随着函数的执行完成而结束。

堆简介：

• 堆由开发人员分配和释放， 若开发人员不释放，程序结束时由 OS 回收，分配方式类似于链表。参考如下代码：

int main() {
    // C 中用 malloc() 函数申请
    char* p1 = (char *)malloc(10);
    cout<<(int*)p1<<endl;    //输出：00000000003BA0C0

    // 用 free() 函数释放
    free(p1);
   
    // C++ 中用 new 运算符申请
    char* p2 = new char[10];
    cout << (int*)p2 << endl;    //输出：00000000003BA0C0
  
    // 用 delete 运算符释放
    delete[] p2;
}

关于堆上内存空间的分配过程，首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆节点，然后将该节点从空闲节点链表中删除，并将该节点的空间分配给程序。

内存分配方式：

• 栈：栈是由操作系统自动管理的内存区域，按照“先进后出”的规则进行管理。当函数被调用时，它的局部变量和参数会被压入栈中，函数结束后，相关的内存空间会被自动释放。
• 堆：堆是由程序员手动管理的内存区域，内存分配和释放是通过malloc、free（C语言）或new、delete（C++语言）来控制的。堆内存没有自动回收机制，需要程序员显式释放，否则可能导致内存泄漏。

生命周期：

• 栈：生命周期较短。栈中的变量在函数调用时创建，函数返回时销毁。通常仅限于函数的执行期间。
• 堆：生命周期由程序员控制。堆中的对象可以在程序运行时动态创建，直到调用free或delete释放内存。

存储方式：

• 栈：栈内存是线性结构，存储的是局部变量和函数调用信息。每个线程都有自己的栈空间。
• 堆：堆内存是一个较大的自由区域，存储动态分配的对象和数组等。堆内存中的对象之间没有顺序，程序员负责管理。

分配速度：

• 栈：栈内存的分配和释放速度非常快，因为它是顺序操作（栈顶入栈或出栈），无需复杂的管理。
• 堆：堆内存的分配和释放速度较慢，因为堆内存管理需要处理碎片化、内存查找等问题。

内存大小：

• 栈：栈的内存空间较小，通常有限制。栈的大小由操作系统或编译器设置。栈空间的不足会导致“栈溢出”。
• 堆：堆的内存空间较大，通常只有物理内存的限制。堆空间的大小通常不受操作系统限制，但分配和管理的开销较大。

内存碎片化：

• 栈：栈操作遵循"先进后出"的原则，不会有内存块从栈中弹出，因此不会产生碎片。
• 堆：堆是通过动态分配内存的方式进行分配和释放，频繁的申请和释放内存可能会引发内存碎片问题。

总结：

• 栈：自动管理、快速分配、内存有限、生命周期短、容易栈溢出。
• 堆：手动管理、分配较慢、内存空间大、生命周期长、容易造成内存泄漏。

2.什么是堆，栈，内存泄漏和内存溢出？

内存泄漏：

内存泄漏是指程序在运行过程中，动态分配了内存（通常在堆上），由于缺乏正确的内存释放操作，导致这些内存空间无法被回收，造成内存的浪费。

原因：

• 程序员忘记释放已经分配的内存。内存指针丢失，无法访问已分配的内存。内存引用计数错误（例如在某些语言中，程序员可能没有正确管理内存引用计数）。

后果：

• 内存泄漏会导致程序消耗越来越多的内存，直到系统内存耗尽，程序可能崩溃或者系统变慢。在长时间运行的程序（如服务器）中，内存泄漏特别严重，因为它会不断积累。

解决方法：

• 使用智能指针。在C/C++中使用free、delete等手动释放内存。

例子 ：

#include <iostream>
using namespace std;

void memoryLeak() {
    int* ptr = new int[100];  // 动态分配内存
    // 忘记释放内存
}

int main() {
    while (true) {
        memoryLeak();  // 每次调用都会分配新的内存，但没有释放
    }
    return 0;
}

在上面的代码中，每次调用memoryLeak函数时，都会动态分配一个int类型的数组（100个整数）。然而，delete[] ptr; 语句没有被调用来释放内存，这会导致程序每次调用时都占用新的内存空间，导致内存泄漏。

解决方法：

#include <iostream>
using namespace std;

void memoryLeak() {
    int* ptr = new int[100];  // 动态分配内存
    // 执行一些操作...
    delete[] ptr;  // 释放内存
}

int main() {
    whi