堆空間 棧空間和堆疊平衡

2021-08-25 21:31:56 字數 3105 閱讀 5395

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**。

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,會在這塊內 存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。

2.6訪問效率的比較

chars1="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

voidmain()

對應的彙編**

10:a=c[1];

004010678a4df1movcl,byteptr[ebp-0fh]

0040106a884dfcmovbyteptr[ebp-4],cl

11:a=p[1];

0040106d8b55ecmovedx,dwordptr[ebp-14h]

004010708a4201moval,byteptr[edx+1]

004010738845fcmovbyteptr[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。

堆、棧

堆空間 的 記憶體分配屬於使用者級的記憶體分配,所分配的記憶體需要手動釋放,否則會造成記憶體洩漏。當然,在應用程式銷毀時,也能得到釋放。在32位的系統中堆得大小可達 4g,可見堆得空間可以很大。但是堆的頻繁分配與釋放可能會帶來記憶體碎片,也可能會造成核心模式和使用者模式(unix/linux的核心態和使用者態)頻 繁切換和申請記憶體,帶來效能上的損失。例如可能會為了分配一塊記憶體,c/c++庫函式會按照一定的演算法 在 堆記憶體中搜尋,看是否有可用的足夠大小的空間。如果沒有足夠大小的空間(可能是由於記憶體碎片太多),就有可能通過執行系統呼叫去增加程式資料段的記憶體空 間,這樣就有機會分到足夠大小的記憶體,然後再返回。但是,我們要看到堆為我們提供了足夠的對記憶體使用的靈活性。特別是在某些時候,動態地分配記憶體能為我們 大大的節約記憶體空間。

棧空間 的 記憶體分配則由系統負責管理的,是系統級的記憶體分配,一般不需要我們手動的控制。區域性變數、以及被呼叫的子程式的返回位址以及暫存器資訊都存放在棧中。我們 知道棧是fifo(先進先出)的結構,因而棧空間上的記憶體始終是連續占用的,不會出現記憶體碎片。然而,棧的大小是有限制的。

例如,在vc6 下面,預設的棧空間大小是 1m 。當然,可以修改:

開啟工程,依次操作選單如下: project->setting->link ,在 category 中選中 output ,然後在 reserve 中設定堆疊的最大值和 commit 。

堆與棧

堆與棧是兩個不同的概念,但是我們習慣上卻經常說「堆疊」這個詞,這造成了許多的誤會。因此,我們還要了解堆與棧的聯絡與區別 。

首先,我們用一張圖來直觀的說明堆、棧在記憶體上的位置關係。

3.13 棧大小和堆大小

在symbian os中,預設情況下,乙個程式的預設棧大小是8kb。但是可以通過在專案的mmp檔案中使用關鍵字epocstacksize來調整其大小。比如:

epocstacksize0x5000 

上面的語句將可執行檔案的棧大小改為20kb(十六進製制的0x5000位元組,或十進位制的20 480位元組)。棧大小最大可以為80kb。

預設最小的堆大小是4kb,最大的堆大小是1mb。兩者都可調整,同樣也是在專案的mmp檔案中用巨集epocheapsize來調整。比如:

epocheapsize0x50000x10000 

上面的語句把預設最小的堆大小改為20kb(0x5000位元組),並將最大的堆大小改為1mb(0x10000位元組)。這意味著什麼呢?

如果可用的記憶體小於20kb,那麼將不能再啟動程序。

程序不能耗用超過1mb的堆記憶體。

堆空間 棧空間和堆疊平衡

堆 heap 與棧 stack 是程式儲存空間上的一組概念。應用程式啟動時 程式啟動時,windows的pe裝載器會將pe檔案 可執行檔案,unix linux 上是elf 的不同部分的內容裝入不同的記憶體區域。程式的資料段包括.data段 全域性變數 和.rdata段 靜態變數和常量 而pe裝載器...

堆空間 棧空間和堆疊平衡

堆 heap 與棧 stack 是程式儲存空間上的一組概念。應用程式啟動時 程式啟動時,windows的pe裝載器會將pe檔案 可執行檔案,unix linux 上是elf 的不同部分的內容裝入不同的記憶體區域。程式的資料段包括.data段 全域性變數 和.rdata段 靜態變數和常量 而pe裝載器...

棧空間和堆空間

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 又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的棧。2 堆區 heap 一般是由程式設計師分配釋放,若程式設計師不釋放的話,程式結束時可能由os 值得注意的是他與資料結構的堆是兩回事,分配...