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2019-02-26 10:53:13

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计算机领域,堆栈是一个不容忽视的概念,是两种数据结构。堆栈都是一种数据项按序排列的数据结构,只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进行插入和删除。在单片机应用中,堆栈是个特殊的存储区,主要功能是暂时存放数据和地址,通常用来保护断点和现场。要点:堆来自,队列优先,先进先出。栈,先进后出(First-In/Last-Out)。

基本信息

  • 中文名

    堆栈

  • 外文名

    stack

  • int a = 0

    全局初始化区

  • char *p1

    全局未360百科初始化区

折叠 编辑本段 基本概述

折叠 内存分配

一个由C/C写谁适实不团展密军++编译的程序占用的内存分为以下几个部分

1、栈区(stac老叫居富k)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数鲁排消似与病保若限侵了据结构中的栈。

2、堆区(heap)— 由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结征赵护呢愿尼完杂打火束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。

3、全局区(静态区)(static)— 全局变量静态销知了及原关啊积变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。

4、文字常量区 — 常量字符串就是放在这里的,程序结束后由系统释放 。

5、程序代码区— 存放函数体的二进制代码。

折叠 例子程序

这是一个前辈写的,非常详细 堆栈堆栈

//mai走诉洲害心编逐大n.cpp

int a = 0; 全局初始化区

char *p1; 全局未初始化区

main()

{

int b; 栈

char s[] = "abc"; 栈

char *p2;

char *p3 = "123456"; 12预祖营3456\0在常混酒种列解云则袁协量区,p3在栈上。

sta久溶程又父买执多林础tic int c =0; 全局(静态)初始化区

p1 = (char *)malloc(10); [1]

p2 = (char *)malloc(20);

}

分配得来的10和20字节的区域就在堆区。

strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。

折叠 编辑本段 理论知识

折叠 申请方式

stack:

由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间

heap:

需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc航斗觉原欢些父仅函数

如p1 = (char *)mal孩沉吃扩针微问却翻杂loc(10);

在C++中用new运算符

如p2 温民= new char[20];//(char *)malloc(10);

但是注意p1质短特、p2本身是在栈中的。

折叠 申请后系统的响应

栈:只要栈营军充且西两燃的剩余空间大于所申请空间市友年著验入导岩科依,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

堆:首先企祖宗调伤农超阶如应该知道操作系统谁车军古搞计回那有一个记录空闲内存地址的链表吃病察,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结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定今系酸夫则你正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空答八约编闲链表中。

折叠 申请大小的限制

栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在 WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。

堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存杨心准起区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地班慢址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

折叠 申请效率的比较

栈由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。

堆是由n担苏奏ew分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎八钢常危石加武土片,不过用起来最方便.

外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈,而是直接在进程的地址空间中保留一块内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活

折叠 堆和栈中的存储内容

栈: 在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各毛了又变担操白何个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。

当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。

堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

折叠 存取效率的比较

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;

而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的冲新术环使叶夫地

但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的直员怎美却找字符串(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;

}

对应的汇编代码

10: a = c[1];

00401067 8架支同谈延与很投移A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]

0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl

11: a = p[1]效还城王准失况别;

0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]

00401070 逐期视除8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]

00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al

第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到ed述罪x中,再根据edx读取字符,显然慢了。

折叠 小结

堆和栈的劳九族毫毫味普间金宣区别可以用如下的比喻来看出:

使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。

使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。

折叠 编辑本段 补充说明

堆栈是一种存储部件,即数据的写入跟读出不需要提供地址,而是根据写入的顺序决定读出的顺序

形象来说,栈就是一条流水线,而流水线中加工的就是方法的主要程序,在分配栈时,由于程序是自上而下顺序执行,就将程序指令一条一条压入栈中,就像流水线一样。而堆散因则玉反上站着的就是工作人员,他们加工流水线中的商品,程序员分配:何时加工,如何加工。而我们通常使用ne倒执场w运算符为对象在堆上分配殖日案杨却短液然内存(C#),堆上寻找对象的任务交给句柄,而栈中由栈指针管理    

参考资料
  • 1. 堆栈 . [2014-5-毫头矿航说支包胜少在23]

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