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堆(Heap)棧(Stack)

Posted on 2011-04-19 22:55 RTY 閱讀(235) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C/C++

1、內存分配方面:

     堆:一般由程序員分配釋放, 若程序員不釋放,程序結束時可能由OS回收 。注意它與數據結構中的堆是兩回事,分配方式是類似于鏈表。可能用到的關鍵字如下:new、malloc、delete、free等等。

     棧:由編譯器(Compiler)自動分配釋放,存放函數的參數值,局部變量的值等。其操作方式類似于數據結構中的棧。

 

2、申請方式方面:

     堆:需要程序員自己申請,并指明大小。在c中malloc函數如p1 = (char *)malloc(10);在C++中用new運算符,但是注意p1、p2本身是在棧中的。因為他們還是可以認為是局部變量。

     棧:由系統自動分配。 例如,聲明在函數中一個局部變量 int b;系統自動在棧中為b開辟空間

 

3、系統響應方面:

    堆:操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表,當系統收到程序的申請時,會遍歷該鏈表,尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點,然后將該結點從空閑結點鏈表中刪除,并將該結點的空間分配給程序,另外,對于大多數系統,會在這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小,這樣代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。另外由于找到的堆結點的大小不一定正好等于申請的大小,系統會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。

    棧:只要棧的剩余空間大于所申請空間,系統將為程序提供內存,否則將報異常提示棧溢出。

 

4、大小限制方面:

    堆:是向高地址擴展的數據結構,是不連續的內存區域。這是由于系統是用鏈表來存儲的空閑內存地址的,自然是不連續的,而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。

    棧:在Windows下, 棧是向低地址擴展的數據結構,是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的,在WINDOWS下,棧的大小是固定的(是一個編譯時就確定的常數),如果申請的空間超過棧的剩余空間時,將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。

 

5、效率方面:

    堆:是由new分配的內存,一般速度比較慢,而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便,另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配內存,他不是在堆,也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存,雖然用起來最不方便。但是速度快,也最靈活。

    棧:由系統自動分配,速度較快。但程序員是無法控制的。

 

6、存放內容方面:

     堆:一般是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。

      棧:在函數調用時第一個進棧的是主函數中后的下一條指令(函數調用語句的下一條可執行語句)的地址然后是函數的各個參數,在大多數的C編譯器中,參數是由右往左入棧,然后是函數中的局部變量。 注意: 靜態變量是不入棧的。當本次函數調用結束后,局部變量先出棧,然后是參數,最后棧頂指針指向最開始存的地址,也就是主函數中的下一條指令,程序由該點繼續運行。

 

7、存取效率方面:

    堆:char *s1 = "Hellow Word";是在編譯時就確定的;

    棧:char s1[] = "HellowWord"; 是在運行時賦值的;用數組比用指針速度要快一些,因為指針在底層匯編中需要用edx寄存器中轉一下,而數組在棧上直接讀取。

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