堆和棧的區別

2021-09-06 07:16:07 字數 2826 閱讀 7810

堆和棧的區別

一般認為在c中分為這幾個儲存區

1棧- 有編譯器自動分配釋放

2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**

3全域性區(靜態區),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。- 程式結束釋放

4另外還有乙個專門放常量的地方。 - 程式結束釋放

在函式體中定義的變數通常是在棧上,用malloc, calloc, realloc等分配記憶體的函式分 配得到的就是在堆上。在所有函式體外定義的是全域性量,加了static修飾符後不管在**都存放在全域性區(靜態區),在所有函式體外定義的static變數表示在該檔案中有效,不能extern到別的檔案用,在函式體內定義的static表示只在該函式體內有效。另外,函式中的"adgfdf"這樣的字串存放在常量區。

比如:

1

int a = 0; //

全域性初始化區

2char *p1; //

全域性未初始化區

3int

main()

4

還有就是函式呼叫時會在棧上有一系列的保留現場及傳遞引數的操作。

棧的空間大小有限定,vc的預設是2m。棧不夠用的情況一般是程式中分配了大量陣列和

遞迴函式層次太深。有一點必須知道,當乙個函式呼叫完返回後它會釋放該函式中所有的棧空間。棧是由編譯器自動管理的,不用你操心。

堆是動態分配記憶體的,並且你可以分配使用很大的記憶體。但是用不好會產生記憶體洩漏。(一般我們常說的記憶體洩漏是指堆記憶體的洩漏。刪除指向動態分配記憶體的指標失敗,因而無法將該塊記憶體返還給自由儲存區。刪除動態記憶體失敗稱為「記憶體洩露」。)

並且頻繁地malloc和free會產生記憶體碎片(有點類似磁碟碎片),因為c分配動態記憶體時是尋找匹配的記憶體的。而用棧則不會產生碎片。在棧上訪問資料比通過指標在堆上訪問資料快些。

一般大家說的堆疊和棧是一樣的,就是棧(stack),而說堆時才是堆heap.

首先,這兩個概念都可以在講資料結構的書中找到,他們都是基本的資料結構,雖然棧更為簡單一些。在具體的c/c++程式設計框架中,這兩個概念並不是並行的。對底層機器**的研究可以揭示,棧是機器系統提供的資料結構,而堆則是c/c++函式庫提供的。

具體地說,現代計算機(序列執行機制),都直接在**底層支援棧的資料結構。這體現在,有專門的暫存器指向棧所在的位址,有專門的機器指令完成資料入棧出棧的操作。這種機制的特點是效率高,支援的資料有限,一般是整數,指標,浮點數等系統直接支援的資料型別,並不直接支援其他的資料結構。因為棧的這種特點,對棧的使用在程式中是非常頻繁的。對子程式的呼叫就是直接利用棧完成的。機器的call指令裡隱含了把返回位址推入棧,然後跳轉至子程式位址的操作,而子程式中的ret指令則隱含從堆疊中彈出返回位址並跳轉之的操作。c/c++中的自動變數是直接利用棧的例子,這也就是為什麼當函式返回時,該函式的自動變數自動失效的原因

和棧不同,堆的資料結構並不是由系統(無論是機器系統還是作業系統)支援的,而是由函式庫提供的。基本的malloc/realloc/free函式維護了一套內部的堆資料結構。當程式使用這些函式去獲得新的記憶體空間時,這套函式首先試圖從內部堆中尋找可用的記憶體空間,如果沒有可以使用的記憶體空間,則試圖利用系統呼叫來動態增加程式資料段的記憶體大小,新分配得到的空間首先被組織進內部堆中去,然後再以適當的形式返回給呼叫者。當程式釋放分配的記憶體空間時,這片記憶體空間被返回內部堆結構中,可能會被適當的處理(比如和其他空閒空間合併成更大的空閒空間),以更適合下一次記憶體分配申請。這套複雜的分配機制實際上相當於乙個記憶體分配的緩衝池(cache),使用這套機制有如下若干原因:

1. 系統呼叫可能不支援任意大小的記憶體分配。有些系統的系統呼叫只支援固定大小及其倍數的記憶體請求(按頁分配);這樣的話對於大量的小記憶體分類來說會造成浪費。

2. 系統呼叫申請記憶體可能是代價昂貴的。系統呼叫可能涉及使用者態和核心態的轉換。

3. 沒有管理的記憶體分配在大量複雜記憶體的分配釋放操作下很容易造成記憶體碎片。

堆和棧的對比從以上知識可知:

棧空間分靜態分配和動態分配兩種:

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。

可以放一塊思考

堆和棧的生長方向恰好相反,

|--------------| 低位址

| 堆 |

|--------------|

| | |

| i |

| |

| ^ |

| 棧 | 高位址

-----------------

所以計算機中的堆和棧經常時放一塊講的

nod 一般不是必要就不要動態建立,最討厭把new出來的東西當區域性變數用,用萬了馬上

delete 的做法.

理由 1.棧分配比堆快,只需要一條指令就給配所有的區域性變數

2.棧不會出現記憶體碎片

3。棧物件好管理

當然,某些情況下也要那麼寫,比如

1.物件很大

2.物件需要在某個特定的時刻構造或析夠

3.類只允許物件動態建立,比如vcl的大多數類

來自:

堆和棧區別

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回 收 注意它...

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管理方式 棧由編譯器自動管理 堆由程式設計師控制,使用方便,但易產生記憶體洩露。生長方向 棧向低位址擴充套件 即 向下生長 是連續的記憶體區域 堆向高位址擴充套件 即 向上生長 是不連續的記憶體區域。這是由於系統用鍊錶來儲存空閒記憶體位址,自然不連續,而鍊錶從低位址向高位址遍歷。空間大小 棧頂位址和...

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