如何判斷棧的增長方向？
對于一個用慣了i386系列機器的人來說，這似乎是一個無聊的問題，因為棧就是從高位址向低位址增長。不過，顯然這不是這個問題的目的，既然把這個問題拿出來，問的就不隻是i386系列的機器，跨硬體平台是這個問題的首先要考慮到的因素。
在一個物質極大豐富的年代，除非無路可退，否則我們堅決不會使用彙編去解決問題，而對于這種有系統程式設計味道的問題，C是一個不錯的選擇。那接下來的問題就是如何用C去解決這個問題。
C在哪裡會用到棧呢？稍微了解一點C的人都會立刻給出答案，沒錯，函數。我們知道，局部變量都存在于棧之中。似乎這個問題立刻就得到了解答，用一個函數聲明兩個局部變量，然後比較兩個變量的位址，這樣就可以得到答案。
等一下，怎麼比較兩個變量的位址呢？
先聲明的先入棧，是以，它的第一個變量的位址如果是高的，那就是從上向下增長。“先聲明的先入棧”？這個結論從何而來？一般編譯器都會這麼處理。要是不一般呢？這種看似正确的方法實際上是依賴于編譯器的，是以，可移植性受到了挑戰。
那就函數加個參數，比較參數和局部變量的位置，參數肯定先入棧。那為什麼不能局部變量先入棧？第一反應是怎麼可能，但仔細想來又沒有什麼不可以。是以，這種方法也依賴于編譯器的實作。
那到底什麼才不依賴于編譯器呢？
不妨回想一下，函數如何調用。執行一個函數時，這個函數的相關資訊都會出現棧之中，比如參數、傳回位址和局部變量。當它調用另一個函數時，在它棧資訊保持不變的情況下，會把它調用那個函數的資訊放到棧中。
似乎發現了什麼，沒錯，兩個函數的相關資訊位置是固定的，肯定是先調用的函數其資訊先入棧，後調用的函數其資訊後入棧。那接下來，問題的答案就浮出了水面。
比如，設計兩個函數，一個作為調用方，另一個作為被調用方。被調用方以一個位址（也就是指針）作為自己的入口參數，調用方傳入的位址是自己的一個局部變量的位址，然後，被調用方比較這個位址和自己的一個局部變量位址，由此确定棧的增長方向。
給出了一個解決方案之後，我們再回過頭來看看為什麼之前的做法問題出在哪。為什麼一個函數解決不了這個問題。前面這個大概解釋了函數調用的過程，我們提到，函數的相關資訊會一起送入棧，這些資訊就包括了參數、傳回位址和局部變量等等，在計算機的術語裡，有個說法叫棧幀，指的就是這些與一次函數調用相關的東西，而在一個棧幀内的這些東西其相對順序是由編譯器決定的，是以，僅僅在一個棧幀内做比較，都會有對編譯器的依賴。就這個問題而言，參數和局部變量，甚至包括傳回位址，都是相同的，因為它們在同一個棧幀内，它們之間的比較是不能解決這個問題的，而它們就是一個函數的所有相關資訊，是以，一個函數很難解決這個問題。
好了，既然有了這個了解，顯然可以擴充一下前面的解決方案，可以兩個棧幀内任意的東西進行比較，比如，各自的入口參數，都可以确定棧的增長方向。
狂想一下，會不會有編譯器每次專門留下些什麼，等下一個函數的棧幀入棧之後，在把這個留下的東西入棧呢？這倒是個破壞的好方法。如果哪位知道有這麼神奇的編譯器，不妨告訴我。我們可以把它的作者拉過來打一頓，想折磨死誰啊！
#include<stdio.h>
void func1();
void func2(int *a);
void func1()
{
int a=0;
func2(&a);
}
void func2(int *a)
{
int b=0;
printf("%x\n%x\n",a,&b);
}
int main()
{
func1();
} 結果：
29f6ac
29f5c8
請按任意鍵繼續. . .
可以看到，a>b;說明生長方向向上。電腦中棧的增長方向是由高位址向低位址方向增長的。
為什麼棧向下增長？
“這個問題與虛拟位址空間的配置設定規則有關，每一個可執行C程式，從低位址到高位址依次是：text，data，bss，堆，棧，環境參數變量；其中堆和棧之間有很大的位址空間空閑着，在需要配置設定空間的時候，堆向上漲，棧往下漲。”
這樣設計可以使得堆和棧能夠充分利用空閑的位址空間。如果棧向上漲的話，我們就必須得指定棧和堆的一個嚴格分界線，但這個分界線怎麼确定呢？平均分？但是有的程式使用的堆空間比較多，而有的程式使用的棧空間比較多。是以就可能出現這種情況：一個程式因為棧溢出而崩潰的時候，其實它還有大量閑置的堆空間呢，但是我們卻無法使用這些閑置的堆空間。是以呢，最好的辦法就是讓堆和棧一個向上漲，一個向下漲，這樣它們就可以最大程度地共用這塊剩餘的位址空間，達到使用率的最大化！！
呵呵，其實當你明白這個原理的時候，你也會不由地驚歎當時設計計算機的那些科學家驚人的聰明和智慧！！
（堆棧方向相反極小情況會發生的問題，堆棧重疊）。
為什麼要把堆和棧分開？
為什麼要把堆和棧區分出來呢？棧中不是也可以存儲資料嗎？
第一，從軟體設計的角度看，棧代表了處理邏輯，而堆代表了資料。
這樣分開，使得處理邏輯更為清晰。分而治之的思想。這種隔離、子產品化的思想在軟體設計的方方面面都有展現。
第二，堆與棧的分離，使得堆中的内容可以被多個棧共享（也可以了解為多個線程通路同一個對象）。這種共享的收益是很多的。一方面這種共享提供了一種有效的資料互動方式(如：共享記憶體)，另一方面，堆中的共享常量和緩存可以被所有棧通路，節省了空間。
第三，棧因為運作時的需要，比如儲存系統運作的上下文，需要進行位址段的劃分。由于棧隻能向上增長，是以就會限制住棧存儲内容的能力。而堆不同，堆中的對象是可以根據需要動态增長的，是以棧和堆的拆分，使得動态增長成為可能，相應棧中隻需記錄堆中的一個位址即可。
第四，面向對象就是堆和棧的完美結合。其實，面向對象方式的程式與以前結構化的程式在執行上沒有任何差別。但是，面向對象的引入，使得對待問題的思考方式發生了改變，而更接近于自然方式的思考。當我們把對象拆開，你會發現，對象的屬性其實就是資料，存放在堆中；而對象的行為（方法），就是運作邏輯，放在棧中。我們在編寫對象的時候，其實即編寫了資料結構，也編寫的處理資料的邏輯。不得不承認，面向對象的設計，确實很美。
遞歸溢出原因：
1.遞歸層次太深。
2.人為
#include
int main ( )
{
char name[8];
printf("Please type your name: ");
gets(name);
printf("Hello, %s!", name);
return 0;
} 堆棧溢出
現在我們再執行一次，輸入ipxodiAAAAAAAAAAAAAAA,執行完gets(name)之後，由于我們輸入的name字元串太長，name數組容納不下，隻好向記憶體頂部繼續寫‘A’。由于堆棧的生長方向與記憶體的生長方向相反，這些‘A’覆寫了堆棧的老的元素。 我們可以發現，EBP，ret都已經被‘A’覆寫了。在main傳回的時候，就會把‘AAAA’的ASCII碼：0x41414141作為傳回位址，CPU會試圖執行0x41414141處的指令，結果出現錯誤。這就是一次堆棧溢出。
3、如何利用堆棧溢出
我們已經制造了一次堆棧溢出。其原理可以概括為：由于字元串處理函數(gets，strcpy等等)沒有對數組越界加以監視和限制，我們利用字元數組寫越界，覆寫堆棧中的老元素的值，就可以修改傳回位址。（更多：http://security.ctocio.com.cn/tips/485/7723985.shtml）。
堆(heap)和棧(stack)有什麼差別??
簡單的可以了解為：
heap：是由malloc之類函數配置設定的空間所在地。位址是由低向高增長的。
stack：是自動配置設定變量，以及函數調用的時候所使用的一些空間。位址是由高向低減少的。
預備知識—程式的記憶體配置設定
一個由c/C++編譯的程式占用的記憶體分為以下幾個部分
1、棧區（stack）— 由編譯器自動配置設定釋放 ，存放函數的參數值，局部變量的值等。其操作方式類似于資料結構中的棧。
2、堆區（heap） — 一般由程式員配置設定釋放， 若程式員不釋放，程式結束時可能由OS回收 。注意它與資料結構中的堆是兩回事，配置設定方式倒是類似于連結清單，呵呵。
3、全局區（靜态區）（static）—，全局變量和靜态變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜态變量在一塊區域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜态變量在相鄰的另一塊區域。 - 程式結束後有系統釋放
4、文字常量區 —常量字元串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放
5、程式代碼區—存放函數體的二進制代碼。
二、例子程式
這是一個前輩寫的，非常詳細
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化區
char *p1; 全局未初始化區
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc"; 棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456"; 123456在常量區，p3在棧上。
static int c =0； 全局（靜态）初始化區
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
配置設定得來得10和20位元組的區域就在堆區。
strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量區，編譯器可能會将它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。
}
二、堆和棧的理論知識
2.1申請方式
stack:
由系統自動配置設定。 例如，聲明在函數中一個局部變量 int b; 系統自動在棧中為b開辟空間
heap:
需要程式員自己申請，并指明大小，在c中malloc函數
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
2.2
申請後系統的響應
棧：隻要棧的剩餘空間大于所申請空間，系統将為程式提供記憶體，否則将報異常提示棧溢出。
堆：首先應該知道作業系統有一個記錄空閑記憶體位址的連結清單，當系統收到程式的申請時，
會周遊該連結清單，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點，然後将該結點從空閑結點連結清單中删除，并将該結點的空間配置設定給程式，另外，對于大多數系統，會在這塊記憶體空間中的首位址處記錄本次配置設定的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正确的釋放本記憶體空間。另外，由于找到的堆結點的大小不一定正好等于申請的大小，系統會自動的将多餘的那部分重新放入空閑連結清單中。
2.3申請大小的限制
棧：在Windows下,棧是向低位址擴充的資料結構，是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意思是棧頂的位址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在 WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯時就确定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，将提示overflow。是以，能從棧獲得的空間較小。
堆：堆是向高位址擴充的資料結構，是不連續的記憶體區域。這是由于系統是用連結清單來存儲的空閑記憶體位址的，自然是不連續的，而連結清單的周遊方向是由低位址向高位址。堆的大小受限于計算機系統中有效的虛拟記憶體。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。
2.4申請效率的比較：
棧由系統自動配置設定，速度較快。但程式員是無法控制的。
堆是由new配置設定的記憶體，一般速度比較慢，而且容易産生記憶體碎片,不過用起來最友善.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc配置設定記憶體，他不是在堆，也不是在棧是直接在程序的位址空間中保留一快記憶體，雖然用起來最不友善。但是速度， 也最靈活
2.5堆和棧中的存儲内容
棧： 在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的位址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，然後是函數中的局部變量。注意靜态變量是不入棧的。
當本次函數調用結束後，局部變量先出棧，然後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的位址，也就是主函數中的下一條指令，程式由該點繼續運作。
堆：一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體内容有程式員安排。
2.6存取效率的比較
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在運作時刻指派的；
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就确定的；
但是，在以後的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字元串(例如堆)快。
比如：
#include
void main()
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
對應的彙編代碼
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字元串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指edx中，在根據edx讀取字元，顯然慢了。
?
2.7小結：
堆和棧的差別可以用如下的比喻來看出：
使用棧就象我們去飯館裡吃飯，隻管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。
堆和棧的差別主要分：
作業系統方面的堆和棧，如上面說的那些，不多說了。
還有就是資料結構方面的堆和棧，這些都是不同的概念。這裡的堆實際上指的就是（滿足堆性質的）優先隊列的一種資料結構，第1個元素有最高的優先權；棧實際上就是滿足先進後出的性質的數學或資料結構。
雖然堆棧，堆棧的說法是連起來叫，但是他們還是有很大差別的，連着叫隻是由于曆史的原因針值讀。
http://www.cnblogs.com/youxin/p/3313288.html