堆和棧的區別

2021-09-19 20:55:38 字數 2785 閱讀 9323

堆和棧的區別

乙個由c/c++編譯的程式占用的記憶體分為以下幾個部分

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。

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** 。

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。

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。

程式**區

存放函式體的二進位制**。

int a = 0; 全域性初始化區

char *p1; 全域性未初始化區

main()

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char *p2=new char[10];//

但是注意p1、p2本身是在棧中的。

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:

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 free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。

申請大小的限制

棧:

不同的編譯系統有不同的型別,例如: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。

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。

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。

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。

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。

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。

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**:

#include int g1=0, g2=0, g3=0;

int main()

列印結果:

0x07fffff8

0x07fffff4

0x07fffff0

0x0000a6b0

0x0000a6b4

0x0000a6b8

0x0000a6bc

0x0000a6c0

0x0000a6c4

輸出的結果就是變數的記憶體位址。其中v1,v2,v3是區域性變數,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,但是區域性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。

靜態資料區——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。

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...

堆和棧區別

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...

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...