面试题：C++中栈内存和堆内存分配的主要区别

1. 分配方式

栈内存分配：由编译器自动分配和释放，函数内定义的局部变量（非动态分配）都在栈上分配内存。例如：

void func() {
    int num = 10; // num 在栈上分配内存
}

堆内存分配：需要程序员手动使用 new（C++）或 malloc（C兼容）等操作符来分配内存。例如：

int* ptr = new int(10); // 在堆上分配一个 int 类型的内存空间，并初始化为 10

2. 生命周期

栈内存分配：其生命周期与所在函数或代码块紧密相关。当函数执行结束或代码块结束时，栈上的变量会自动被销毁，内存被释放。例如：

void func() {
    int num = 10; 
} // 函数结束，num 的内存被自动释放

堆内存分配：其生命周期取决于程序员手动释放。使用 new 分配的内存，必须使用 delete 来释放；使用 malloc 分配的内存，必须使用 free 来释放。若不手动释放，会导致内存泄漏。例如：

int* ptr = new int(10); 
// 若之后没有 delete ptr; 则会发生内存泄漏

3. 内存管理

栈内存分配：编译器自动管理，程序员无需手动干预内存的释放，不易出现内存泄漏问题。
堆内存分配：程序员负责分配和释放内存。如果忘记释放，会造成内存泄漏；多次释放同一块内存会导致程序崩溃等问题。例如：

int* ptr = new int(10); 
delete ptr; 
delete ptr; // 第二次释放会导致未定义行为

4. 适用场景

栈内存分配场景：
- 当变量的生命周期与函数执行周期相同，且占用空间较小，例如函数内的临时变量、循环变量等。比如：

void calculateSum() {
    int sum = 0; 
    for(int i = 0; i < 10; ++i) {
        sum += i;
    }
    // sum 和 i 都在栈上分配，函数结束自动释放
}

- 当需要快速分配和释放内存，因为栈的操作效率较高。例如频繁调用的函数内的局部变量。

堆内存分配场景：
- 当需要动态分配内存，且内存大小在编译时无法确定。例如，根据用户输入创建数组：

int size;
std::cin >> size;
int* arr = new int[size]; 
// 这里数组大小在运行时由用户输入决定，只能在堆上分配

- 当对象的生命周期需要跨越多个函数调用或代码块，需要手动控制其生命周期时。例如，在一个函数中创建对象，在另一个函数中使用并最终释放：

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "Constructor" << std::endl; }
    ~MyClass() { std::cout << "Destructor" << std::endl; }
};

MyClass* createObject() {
    return new MyClass();
}

void useObject(MyClass* obj) {
    // 使用 obj
}

void releaseObject(MyClass* obj) {
    delete obj;
}

int main() {
    MyClass* obj = createObject();
    useObject(obj);
    releaseObject(obj);
    return 0;
}

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面试题：C++中栈内存和堆内存分配的主要区别

知识考点

面试题答案

1. 分配方式

2. 生命周期

3. 内存管理

4. 适用场景