堆 棧和佇列的區別

2021-09-02 22:05:59 字數 3002 閱讀 2396

目錄

資料結構中的堆、棧和佇列

記憶體申請中的堆和棧

乙個c/c++程式占用的記憶體如下:

申請記憶體後的響應

申請大小的限制 

申請效率的比較

堆和棧中的儲存內容 

堆:堆是一種經過排序的樹形資料結構,每個結點都有乙個值。通常我們所說的堆的資料結構,是指二叉堆。堆的特點是根結點的值最小(或最大),且根結點的兩個子樹也是乙個堆。由於堆的這個特性,常用來實現優先佇列,堆的訪問是隨意,這就如同我們在圖書館的書架上取書,雖然書的擺放是有順序的,但是我們想取任意一本時不必像棧一樣,先取出前面所有的書,書架這種機制不同於箱子,我們可以直接取出我們想要的書。

:又名堆疊,是一種運算受限的線性表。只允許在棧頂插入和刪除元素。棧頂是低位,棧底是高位。棧中沒有元素時稱為空棧,棧符合先進後出原則(lifo,last in first out)。

實質:線性表

操作: push  、pop

佇列:也是一種運算受限的線性表。 特殊之處在於它只允許在佇列的前端(front,隊頭)進行刪除操作,而在佇列的後端(rear,隊尾)進行插入操作。當佇列中沒有元素時,即front=rear,稱為空佇列。在佇列中插入乙個佇列元素稱為入隊,從佇列中刪除乙個佇列元素稱為出隊。佇列符合先進先出(fifo—first in first out)原則

實質:線性表

:堆是在程式執行時,而不是在程式編譯時,申請的某個大小的記憶體空間。即動態分配的記憶體,對其訪問和對一般記憶體的訪問沒有區別。堆是應用程式在執行的時候請求作業系統分配給自己的記憶體,一般是申請/給予的過程,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**

:由作業系統自動分配釋放 ,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

作用:暫時儲存資料的地方,用來在函式呼叫的時候儲存斷點

棧在程式的執行中有著舉足輕重的作用。最重要的是棧儲存了乙個函式呼叫時所需要的維護資訊,這常常稱之為堆疊幀或者活動記錄。堆疊幀一般包含如下幾方面的資訊:

1.函式的返回位址和引數

2.臨時變數:包括函式的非靜態區域性變數以及編譯器自動生成的其他臨時變數。

記憶體中的棧區處於相對較高的位址。如果以位址的增長方向為上的話,棧位址是向下增長的,棧中分配區域性變數空間。而堆區是向上增長的用於分配程式設計師申請的記憶體空間。另外還有靜態區是分配靜態變數,全域性變數空間的;唯讀區是分配常量和程式**空間的;以及其他一些分割槽。

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

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。 - 程式結束後由系統釋放 

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**。

#include #include int a=0;                         //可讀寫區:全域性變數

void main()

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。

棧:在windows中,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。

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。

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。

佇列 堆 棧 堆疊的區別?

佇列是先進先出 就像一條路,有乙個入口和乙個出口,先進去的就可以先出去。而棧就像乙個箱子,後放的在上邊,所以後進先出。程序中每個執行緒都有自己的堆疊,這是一段執行緒建立時保留下的位址區域。我們的 棧記憶體 即在此。至於 堆 記憶體,我個人認為在未用new定義時,堆應該就是未 保留 未 提交 的自由空...

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棧和佇列 堆 堆疊的區別?

原文 佇列是先進先出,有出口和入口,先進去可以先出來。棧就像乙個箱子,後放上去的,可以先出來 堆是在程式執行時,而不是在程式編譯時,申請某個大小的記憶體空間。即動態分配記憶體,對其訪問和對一般記憶體的訪問沒有區別。堆是指程式執行是申請的動態記憶體,而棧只是指一種使用堆的方法 即先進後出 棧是先進後出...