堆和棧的區別

2022-09-18 10:51:32 字數 2600 閱讀 9255

在計算機領域,堆疊是乙個不容忽視的概念,堆疊是兩種資料結構。堆疊都是一種資料項按序排列的資料結構,只能在一端(稱為棧頂(top))對資料項進行插入和刪除

在微控制器應用中,堆疊是個特殊的儲存區,主要功能是暫時存放資料和位址,通常用來保護斷點和現場。要點:堆,佇列優先,先進先出(fifo—first in first out)。棧,先進後出(filo—first-in/last-out)

堆疊是一種儲存部件,即資料的寫入跟讀出不需要提供位址,而是根據寫入的順序決定讀出的順序。

形象來說,棧就是一條流水線,而流水線中加工的就是方法的主要程式,在分配棧時,由於程式是自上而下順序執行,就將程式指令一條一條壓入棧中,就像流水線一樣。而堆上站著的就是工作人員,他們加工流水線中的商品,由程式設計師分配:何時加工,如何加工。而我們通常使用new運算子為物件在堆上分配記憶體(c#,j**a),堆上尋找物件的任務交給控制代碼,而棧中由棧指標管理

記憶體分配

(作業系統):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。

(作業系統): 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**,分配方式倒是類似於鍊錶。

快取方式

使用的是一級快取, 他們通常都是被呼叫時處於儲存空間中,呼叫完畢立即釋放。

則是存放在二級快取中,生命週期由虛擬機器的垃圾**演算法來決定(並不是一旦成為孤兒物件就能被**)。所以呼叫這些物件的速度要相對來得低一些。

響應

: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。

: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。

申請限制

: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。

效率比較

儲存內容

: 在函式呼叫時,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,最後棧頂指標指向函式的返回位址,也就是主函式中的下一條指令的位址,程式由該點繼續執行。

:一般是在堆的頭部用乙個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容由程式設計師安排。

c/c++

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 ,存放函式的引數名,區域性變數的名等。其操作方式類似於資料結構中的棧。

2、堆區(heap)— 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。

3、靜態區(static)—全域性變數和區域性靜態變數的儲存是放在一塊的。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**。

j**a

1. 棧(stack)與堆(heap)都是j**a用來在ram中存放資料的地方。與c++不同,j**a自動管理棧和堆,程式設計師不能直接地設定棧或堆。

2. 棧的優勢是,訪問速度比堆要快,僅次於直接位於cpu中的暫存器。但缺點是,存在棧中的資料大小與生存期必須是確定的,缺乏靈活性。另外,棧資料在多個執行緒或者多個棧之間是不可以共享的,但是在棧內部多個值相等的變數是可以指向乙個位址的,詳見第3點。堆的優勢是可以動態地分配記憶體大小,生存期也不必事先告訴編譯器,j**a的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的資料。但缺點是,由於要在執行時動態分配記憶體,訪問速度較慢。

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...