全域性變數 區域性變數 棧 堆

2021-07-09 04:54:02 字數 3042 閱讀 8237

一般全域性變數存放在資料區,區域性變數存放在棧區,

動態變數存放在堆區,函式**放在**區。

棧區是普通的棧資料結構,遵循lifo後進先出的規則,區域性變數安排在那裡是asm時就規定的,這樣可以在乙個函式結束後平衡堆疊,操作簡單,效率高

堆(動態區)在這裡應當叫堆疊(不要和資料結構中的堆搞混)是程式在編譯時產生的一塊用於產生動態記憶體分配使用的塊,操作比較棧要麻煩許多,在分配時要判

斷最優的位址(防止產生無用的記憶體碎片(由於屢次的new和delete產生的夾在兩塊使用中記憶體中的空餘小記憶體(不容易被分配))),分配和**時的效

率比棧低多了

棧是系統提供的功能,特點是快速高效,缺點是有限制,資料不靈活;而堆是函式庫提供的功能,特點是靈活方便,資料適應面廣泛,但是效率有一定降低。棧是系

統資料結構,對於程序/執行緒是唯一的;堆是函式庫內部資料結構,不一定唯一。不同堆分配的記憶體無法互相操作。棧空間分靜態分配和動態分配兩種。靜態分配是

編譯器完成的,比如自動變數(auto)的分配。動態分配由malloc函式完成。棧的動態分配無需釋放(是自動的),也就沒有釋放函式。為可移植的程式

起見,棧的動態分配操作是不被鼓勵的!堆空間的分配總是動態的,雖然程式結束時所有的資料空間都會被釋放回系統,但是精確的申請記憶體/ 釋放記憶體匹配是良好程式的基本要素。

堆是程式設計師管理的,棧是系統管理的.  

對比:

1 效能

棧:棧存在於ram中。棧是動態的,它的儲存速度是第二快的。stack

堆:堆位於ram中,是乙個通用的記憶體池。所有的物件都儲存在堆中。heap

2 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。

3 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。

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。

4 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地

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。

5 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。

6 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。

7 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()

char a = 1;

char c = "1234567890";

char *p ="1234567890";

a = c[1];

a = p[1];

return;

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。

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。

全域性變數、靜態資料、常量存放在全域性資料區,所有函式的**存放在**區,為執行函式而分配的區域性變數、函式引數、返回資料、返回位址等存放在棧區。

全域性變數 靜態全域性變數 靜態區域性變數 區域性變數

全域性和靜態變數都在堆裡。這句話應該錯了,應該是放在常量資料段 全域性變數的作用範圍是整個程式 如果程式是多個檔案,必須在其他的檔案中說明 靜態變數的作用範圍要看靜態變數的位置,如果在函式裡,則作用範圍 就是這個函式。靜態全域性變數,只在本檔案可以用,雖然整個程式包含多個檔案,但靜態全域性變數只能用...

全域性變數 靜態全域性變數 靜態區域性變數 區域性變數

全域性和靜態變數都在堆裡。全域性變數的作用範圍是整個程式 如果程式是多個檔案,必須在其他的檔案中說明 靜態變數的作用範圍要看靜態變數的位置,如果在函式裡,則作用範圍 就是這個函式。靜態全域性變數,只在本檔案可以用,雖然整個程式包含多個檔案,但靜態全域性變數只能用在定義它的那個檔案裡,卻不能用在程式中...

全域性變數 靜態全域性變數區域性變數 靜態區域性變數

對於乙個完整的程式,在記憶體中的分布情況如下圖 區 low address 全域性資料區 堆區 棧區 high address 一般程式把新產生的動態資料存放在堆區,函式內部的自動變數存放在棧區。自動變數一般會隨著函式的退出而釋放空間,靜態資料 即使是函式內部的靜態區域性變數 也存放在全域性資料區。...