c 中的堆和棧

2021-04-26 17:06:35 字數 1514 閱讀 1973

1、記憶體分配方面:

堆:一般由程式設計師分配釋放, 若程式設計師不釋放,程式結束時可能由os** 。注意它與資料結構中的堆是兩回事,分配方式是類似於鍊錶。可能用到的關鍵字如下:new、malloc、delete、free等等。

棧:由編譯器(compiler)自動分配釋放,存放函式的引數值,區域性變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。

2、申請方式方面:

堆:需要程式設計師自己申請,並指明大小。在c中malloc函式如p1 = (char *)malloc(10);在c++中用new運算子,但是注意p1、p2本身是在棧中的。因為他們還是可以認為是區域性變數。

棧:由系統自動分配。 例如,宣告在函式中乙個區域性變數 int b;系統自動在棧中為b開闢空間。

3、系統響應方面:

堆:作業系統有乙個記錄空閒記憶體位址的鍊錶,當系統收到程式的申請時,會遍歷該鍊錶,尋找第乙個空間大於所申請空間的堆結點,然後將該結點從空閒結點鍊錶中刪除,並將該結點的空間分配給程式,另外,對於大多數系統,會在這塊記憶體空間中的首位址處記錄本次分配的大小,這樣**中的delete語句才能正確的釋放本記憶體空間。另外由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小,系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閒鍊錶中。

棧:只要棧的剩餘空間大於所申請空間,系統將為程式提供記憶體,否則將報異常提示棧溢位。

4、大小限制方面:

堆:是向高位址擴充套件的資料結構,是不連續的記憶體區域。這是由於系統是用鍊錶來儲存的空閒記憶體位址的,自然是不連續的,而鍊錶的遍歷方向是由低位址向高位址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。

棧:在windows下, 棧是向低位址擴充套件的資料結構,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,棧的大小是固定的(是乙個編譯時就確定的常數),如果申請的空間超過棧的剩餘空間時,將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。

5、效率方面:

堆:是由new分配的記憶體,一般速度比較慢,而且容易產生記憶體碎片,不過用起來最方便,另外,在windows下,最好的方式是用virtualalloc分配記憶體,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,雖然用起來最不方便。但是速度快,也最靈活。

棧:由系統自動分配,速度較快。但程式設計師是無法控制的。

6、存放內容方面:

堆:一般是在堆的頭部用乙個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程式設計師安排。

棧:在函式呼叫時第乙個進棧的是主函式中後的下一條指令(函式呼叫語句的下一條可執行語句)的位址然後是函式的各個引數,在大多數的c編譯器中,引數是由右往左入棧,然後是函式中的區域性變數。 注意: 靜態變數是不入棧的。當本次函式呼叫結束後,區域性變數先出棧,然後是引數,最後棧頂指標指向最開始存的位址,也就是主函式中的下一條指令,程式由該點繼續執行。

7、訪問效率方面:

堆:char *s1 = "hellow word";是在編譯時就確定的;

棧:char s1 = "hellow word"; 是在執行時賦值的;用陣列比用指標速度要快一些,因為指標在底層彙編中需要用edx暫存器中轉一下,而陣列在棧上直接讀取。

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