程式圧棧的順序

2021-06-07 09:17:14 字數 3952 閱讀 9468

最近看前人寫了一篇文章,是關於堆疊的相關知識,裡面講到了程式圧棧的順序,很是經典,現轉貼原帖,順,膜拜之:

堆和棧的區別

一、預備知識—程式的記憶體分配

乙個由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、堆區(heap) — 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,分配方式倒是類似於鍊錶,呵呵。

3、全域性區(靜態區)(static)—,全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的,初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域, 未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數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—常量字串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放

5、程式**區—存放函式體的二進位制**。

二、例子程式 

這是乙個前輩寫的,非常詳細 

int a = 0; 全域性初始化區 

char *p1; 全域性未初始化區 

main()   

二、堆和棧的理論知識 

2.1申請方式 

stack: 

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 

heap: 

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 

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: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。 

堆:首先應該知道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。 

2.3申請大小的限制 

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2m(也有的說是1m,總之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。 

堆: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。 

2.4申請效率的比較: 

棧由系統自動分配,速度較快。但程式設計師是無法控制的。 

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。 

2.5堆和棧中的儲存內容 

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的,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。 

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。 

2.6訪問效率的比較 

char s1 = "aaaaaaaaaaaaaaa"; 

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"; 

aaaaaaaaaaa是在執行時刻賦值的; 

而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的; 

但是,在以後的訪問中,在棧上的陣列比指標所指向的字串(例如堆)快。 

比如: 

#include 

void main() 

對應的彙編** 

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串中的元素讀到暫存器cl中,而第二種則要先把指標值讀到edx中,在根據edx讀取字元,顯然慢了。 

2.7小結: 

堆和棧的區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,只管點菜(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餚,比較麻煩,但是比較符合自己的口味,而且自由度大。 

windows程序中的記憶體結構

接觸過程式設計的人都知道,高階語言都能通過變數名來訪問記憶體中的資料。那麼這些變數在記憶體中是如何存放的呢?程式又是如何使用這些變數的呢?下面就會對此進行深入的討論。下文中的c語言**如沒有特別宣告,預設都使用vc編譯的release版。 

首先,來了解一下 c 語言的變數是如何在記憶體分部的。c 語言有全域性變數(global)、本地變數(local),靜態變數(static)、暫存器變數(regeister)。每種變數都有不同的分配方式。先來看下面這段**: 

輸出的結果就是變數的記憶體位址。其中v1,v2,v3是本地變數,g1,g2,g3是全域性變數,s1,s2,s3是靜態變數。你可以看到這些變數在記憶體是連續分布的,但是本地變數和全域性變數分配的記憶體位址差了十萬八千里,而全域性變數和靜態變數分配的記憶體是連續的。這是因為本地變數和全域性/靜態變數是分配在不同型別的記憶體區域中的結果。對於乙個程序的記憶體空間而言,可以在邏輯上分成3個部份:**區,靜態資料區和動態資料區。動態資料區一般就是「堆疊」。「棧(stack)」和「堆(heap)」是兩種不同的動態資料區,棧是一種線性結構,堆是一種鏈式結構。程序的每個執行緒都有私有的「棧」,所以每個執行緒雖然**一樣,但本地變數的資料都是互不干擾。乙個堆疊可以通過「基位址」和「棧頂」位址來描述。全域性變數和靜態變數分配在靜態資料區,本地變數分配在動態資料區,即堆疊中。程式通過堆疊的基位址和偏移量來訪問本地變數。 

這個是我自己編出來的,和原文的講解有出入,下面是我更正的儲存示意圖:

├———————┤

│ …… │ 

├———————┤ 

│ var 3│ 

├———————┤ 

│ var 2 │ 

├———————┤ 

│ var 1 │ 

├———————┤ 

│ ret │ 

├———————┤

│ parameter 1 │ 

├———————┤ 

│ parameter 2 │ 

├———————┤ 

│ parameter 3 │ 

├———————┤

│ …… │ 

├———————┤

順序棧 棧的順序表示和實現

用順序表表示的棧的基本操作 include include define selemtype int define status int define stack init size 100 初始空間分配量 define stackincrement 10 儲存空間分配增量 using namesp...

棧的定義,順序棧,鏈式棧

棧又名堆疊,是資料暫時儲存的地方。它一種只能在頂端進行插入和刪除操作的特殊線性表,它按照先進後出的原則儲存資料,先進的資料被壓入棧底,最後的資料在棧頂,需要讀取資料的時候從棧頂開始彈出資料。棧具有記憶作用,對棧的插入和刪除操作中,不需要改變棧底指標。棧中允許進行插入和刪除操作的一端稱為棧頂 top ...

棧,順序棧,鏈棧

棧作為一種限定性線性表,是將表的插入刪除限制為僅在表的一端進行,通常將表中允許插入刪除的一端叫做棧頂 top 因此棧頂的當前位置是動態變化的。棧的另一端叫做棧底 bottom 當棧中沒有元素時稱為空棧。插入操作稱為進棧或入棧,刪除操作稱為出棧或退棧。棧是先進後出的線性表,簡稱為lifo表。棧主要有兩...