在C/C++及基于其的框架中，變量/對(duì)象的創(chuàng)建方式分為棧上創(chuàng)建和堆上創(chuàng)建，二者的核心區(qū)別在于內(nèi)存的分配與管理方式，這直接影響了對(duì)象的生命周期、性能和使用場(chǎng)景。

一、基本概念：棧與堆的內(nèi)存區(qū)域本質(zhì)

在程序運(yùn)行時(shí)，內(nèi)存主要分為棧（Stack）、堆（Heap）、全局/靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)、代碼區(qū)等。棧和堆是程序中最常用的兩種動(dòng)態(tài)內(nèi)存區(qū)域，但其管理邏輯完全不同：

• 棧（Stack）：是一塊由編譯器自動(dòng)管理的內(nèi)存區(qū)域，遵循“后進(jìn)先出（LIFO）”原則。其大小在程序編譯時(shí)通常已確定（可通過(guò)編譯器設(shè)置調(diào)整，一般為幾MB）。
• 堆（Heap）：是一塊由程序員手動(dòng)管理的內(nèi)存區(qū)域，大小不固定（理論上可達(dá)到系統(tǒng)可用內(nèi)存上限，如GB級(jí)）。堆的分配與釋放需要顯式調(diào)用函數(shù)（如C++的new/delete、C的malloc/free）。

二、棧上創(chuàng)建：自動(dòng)管理的“臨時(shí)內(nèi)存”

棧上創(chuàng)建的對(duì)象/變量，其內(nèi)存由編譯器自動(dòng)分配和釋放，無(wú)需程序員干預(yù)。

語(yǔ)法形式

直接通過(guò)變量定義創(chuàng)建，無(wú)需new關(guān)鍵字：

// 棧上創(chuàng)建基本類型
int a = 10;  
double b = 3.14;  

// 棧上創(chuàng)建對(duì)象（如Qt的QString）
QString str = "棧上字符串";  

// 棧上創(chuàng)建自定義類對(duì)象（如QDialog）
QDialog dialog(this); // 父窗口為this，對(duì)象在棧上

核心特性

1.自動(dòng)分配與釋放

棧上對(duì)象的生命周期與“作用域”綁定：

• 進(jìn)入作用域（如函數(shù)調(diào)用、代碼塊{}）時(shí)，編譯器自動(dòng)為其分配內(nèi)存（移動(dòng)棧指針）；
• 離開(kāi)作用域（如函數(shù)返回、代碼塊結(jié)束）時(shí)，編譯器自動(dòng)釋放內(nèi)存（棧指針回退），無(wú)需手動(dòng)操作。

示例：

void func() {
    QDialog dialog; // 進(jìn)入函數(shù)，棧上創(chuàng)建dialog
    dialog.exec();  // 使用對(duì)象
} // 離開(kāi)函數(shù)，dialog自動(dòng)銷毀，內(nèi)存釋放

2.大小固定，分配速度極快

棧上的內(nèi)存大小在編譯時(shí)已確定（如局部變量的大小已知），分配時(shí)僅需移動(dòng)棧指針（一個(gè)CPU指令級(jí)操作），因此速度遠(yuǎn)快于堆。

3.生命周期嚴(yán)格受限

棧上對(duì)象無(wú)法在作用域之外訪問(wèn)，一旦離開(kāi)作用域就會(huì)被銷毀。例如，不能返回棧上對(duì)象的指針（否則會(huì)成為“野指針”）：

QDialog* bad_func() {
    QDialog dialog; // 棧上創(chuàng)建
    return &dialog; // 錯(cuò)誤！函數(shù)結(jié)束后dialog已銷毀，返回的指針指向無(wú)效內(nèi)存
}

4.內(nèi)存連續(xù)，無(wú)碎片

棧上的內(nèi)存分配嚴(yán)格遵循“后進(jìn)先出”，內(nèi)存塊連續(xù)，不會(huì)產(chǎn)生碎片（堆內(nèi)存可能因頻繁分配/釋放產(chǎn)生碎片）。

三、堆上創(chuàng)建：手動(dòng)管理的“動(dòng)態(tài)內(nèi)存”

堆上創(chuàng)建的對(duì)象/變量，其內(nèi)存需要程序員通過(guò)new（C++）或malloc（C）顯式分配，并通過(guò)delete或free手動(dòng)釋放。

語(yǔ)法形式

使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建，返回指向?qū)ο蟮闹羔槪?/p>

// 堆上創(chuàng)建基本類型
int* a = new int(10);  

// 堆上創(chuàng)建對(duì)象（如Qt的QString）
QString* str = new QString("堆上字符串");  

// 堆上創(chuàng)建自定義類對(duì)象（如Qt的UI指針）
Ui::MyDialog* ui = new Ui::MyDialog(); // 常見(jiàn)于Qt界面類

核心特性

1.手動(dòng)分配與釋放

堆上對(duì)象的生命周期完全由程序員控制：

• 用new分配內(nèi)存時(shí)，編譯器會(huì)在堆上查找一塊足夠大的空閑內(nèi)存，返回其地址；
• 必須用delete手動(dòng)釋放（否則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏），釋放后指針應(yīng)置為nullptr（避免“野指針”）。

示例：

void func() {
    QDialog* dialog = new QDialog(this); // 堆上創(chuàng)建
    dialog->exec(); 
    delete dialog; // 手動(dòng)釋放，否則內(nèi)存泄漏
    dialog = nullptr; // 避免野指針
}

2.大小動(dòng)態(tài)，生命周期靈活

堆上內(nèi)存的大小可在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)確定（如根據(jù)用戶輸入分配數(shù)組），且對(duì)象的生命周期不受作用域限制：只要不調(diào)用delete，對(duì)象就一直存在，可跨函數(shù)、跨作用域訪問(wèn)。

示例：

QDialog* good_func() {
    QDialog* dialog = new QDialog(); // 堆上創(chuàng)建
    return dialog; // 正確：返回后仍可使用，需在外部釋放
}

// 調(diào)用者負(fù)責(zé)釋放
void caller() {
    QDialog* d = good_func();
    d->show();
    delete d; // 手動(dòng)釋放
}

3.分配速度較慢，可能產(chǎn)生碎片

堆內(nèi)存分配時(shí)，系統(tǒng)需要遍歷空閑內(nèi)存塊查找合適大小的區(qū)域（稱為“內(nèi)存分配算法”），速度遠(yuǎn)慢于棧；頻繁分配/釋放不同大小的堆內(nèi)存，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存碎片（空閑塊過(guò)小無(wú)法利用）。

4.通過(guò)指針間接訪問(wèn)

堆上對(duì)象的地址存儲(chǔ)在指針中，必須通過(guò)指針間接訪問(wèn)（如dialog->exec()），而棧上對(duì)象可直接通過(guò)變量名訪問(wèn)（如dialog.exec()）。

四、棧上創(chuàng)建與堆上創(chuàng)建的核心區(qū)別對(duì)比

五、應(yīng)用場(chǎng)景：何時(shí)用棧，何時(shí)用堆？

選擇創(chuàng)建方式的核心依據(jù)是對(duì)象的生命周期和大小：

優(yōu)先用棧上創(chuàng)建的場(chǎng)景

對(duì)象生命周期與作用域一致：如函數(shù)內(nèi)的臨時(shí)變量、局部工具類（如循環(huán)計(jì)數(shù)器、臨時(shí)字符串）。

示例：Qt中模態(tài)對(duì)話框（exec()阻塞至關(guān)閉，生命周期與函數(shù)一致）：

void showDialog() {
    QMessageBox msg(this); // 棧上創(chuàng)建
    msg.setText("提示");
    msg.exec(); // 關(guān)閉后自動(dòng)銷毀，無(wú)需手動(dòng)釋放
}

對(duì)象較小：棧的分配速度優(yōu)勢(shì)明顯，適合int、double、小型結(jié)構(gòu)體等。

避免內(nèi)存管理負(fù)擔(dān)：棧上對(duì)象無(wú)需擔(dān)心泄漏，適合簡(jiǎn)單邏輯。

優(yōu)先用堆上創(chuàng)建的場(chǎng)景

對(duì)象生命周期長(zhǎng)于作用域：如跨函數(shù)傳遞的對(duì)象（如返回給調(diào)用者的對(duì)象）、全局管理的資源（如Qt的UI對(duì)象ui）。

示例：Qt中通過(guò)new創(chuàng)建UI指針（生命周期與窗口一致）：

class MyWindow : public QWidget {
private:
    Ui::MyWindow* ui; // 堆上創(chuàng)建，隨窗口銷毀而釋放
public:
    MyWindow() {
        ui = new Ui::MyWindow(); // 堆上分配
        ui->setupUi(this);
    }
    ~MyWindow() { delete ui; } // 手動(dòng)釋放
};

• 對(duì)象較大：如大數(shù)組（int arr[1000000]在棧上會(huì)溢出，需用堆int* arr = new int[1000000]）。
• 動(dòng)態(tài)大小的對(duì)象：大小需在運(yùn)行時(shí)確定（如根據(jù)用戶輸入分配內(nèi)存）。
• 多態(tài)場(chǎng)景：堆上創(chuàng)建的對(duì)象支持多態(tài)（通過(guò)基類指針指向派生類對(duì)象），而棧上對(duì)象的類型在編譯時(shí)已確定。

六、堆內(nèi)存管理的現(xiàn)代方案：智能指針

堆內(nèi)存的手動(dòng)管理（new/delete）容易出錯(cuò)（如泄漏、double free），現(xiàn)代C++推薦使用智能指針（std::unique_ptr、std::shared_ptr）自動(dòng)管理堆內(nèi)存，結(jié)合了堆的靈活性和棧的安全性：

• std::unique_ptr：獨(dú)占所有權(quán)，對(duì)象銷毀時(shí)自動(dòng)釋放內(nèi)存。
• std::shared_ptr：共享所有權(quán)，引用計(jì)數(shù)為0時(shí)自動(dòng)釋放。

示例：

#include <memory>

void func() {
    // 堆上創(chuàng)建對(duì)象，由unique_ptr自動(dòng)管理
    std::unique_ptr<QDialog> dialog(new QDialog()); 
    dialog->exec(); 
    // 無(wú)需手動(dòng)delete，離開(kāi)作用域時(shí)unique_ptr自動(dòng)釋放內(nèi)存
}

棧上創(chuàng)建和堆上創(chuàng)建的本質(zhì)區(qū)別是內(nèi)存管理責(zé)任：棧由編譯器“包辦”，適合短期、小型、生命周期明確的對(duì)象；堆由程序員“掌控”，適合長(zhǎng)期、大型、動(dòng)態(tài)需求的對(duì)象。

在實(shí)際開(kāi)發(fā)中（如Qt），需根據(jù)對(duì)象的生命周期和大小靈活選擇，同時(shí)盡量使用智能指針等現(xiàn)代工具減少堆內(nèi)存管理風(fēng)險(xiǎn)。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。