读书人

栈跟堆的区别总结

发布时间: 2012-11-13 10:00:51 作者: rapoo

栈和堆的区别总结

一、预备知识—程序的内存分配?
?

一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分:


1、栈区(stack)—由编译器自动分配释放?,存放函数的参数值,局部变量

???? 的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。?
2、堆区(heap) —?? 一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可??

???? 能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,

??? ?呵呵。?
3、全局区(静态区)(static)— 全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初

???? 始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静

???? 态变量在相邻的另一块区域。?程序结束后由系统释放。?
4、文字常量区?? —常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放?
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。?

6、寄存器区:用来保存栈顶指针和指令指针。

?

二、堆和栈的区别????
?

2.1申请方式??

??
(一)stack:???
? 由系统自动分配。?? 例如,声明在函数中一个局部变量?? int?? b;?? 系统自动在栈中为b开辟空间????
?

(二)heap:???
? 需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数???
? 如p1?? =?? (char?? *)malloc(10);???
? 在C++中用new运算符???
? 如p2?? =?? new?? char[10];???
? 但是注意p1、p2本身是在栈中的。???
??
??
? 2.2?申请后系统的响应???

?
?(一)stack:

?? 只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢?
? 出。????
? (二)heap:?

?????? 首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,?
? 会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表?
? 中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的?
? 首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。?
?????? 另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那

? 部分重新放入空闲链表中。????
??
2.3申请大小的限制??

??
? (一)栈:

???? 在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。????
?

(二)堆:

?????? 堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储?
? 的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小?
? 受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。???
??
??
??
? 2.4申请效率的比较:??

??
? (一)栈:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。??

??
? (二)堆:是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.?另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一块内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。?
????
??
? 2.5堆和栈中的存储内容?

???
? (一)栈:?? 在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。???
? 当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地?
? 址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。

????
? (二)堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。???
??
? 2.6存取效率的比较???
??
? char?? s1[]?? =?? "aaaaaaaaaaaaaaa";???
? char?? *s2?? =?? "bbbbbbbbbbbbbbbbb";???
? aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;???
? 而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;???
? 但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。???
? 比如:???
? #include???
? void?? main()???
? {???
? char?? a?? =?? 1;???
? char?? c[]?? =?? "1234567890";???
? char?? *p?? ="1234567890";???
? a?? =?? c[1];???
? a?? =?? p[1];???
? return;???
? }???
? 对应的汇编代码???
? 10:?? a?? =?? c[1];???
? 00401067?? 8A?? 4D?? F1?? mov?? cl,byte?? ptr?? [ebp-0Fh]???
? 0040106A?? 88?? 4D?? FC?? mov?? byte?? ptr?? [ebp-4],cl???
? 11:?? a?? =?? p[1];???
? 0040106D?? 8B?? 55?? EC?? mov?? edx,dword?? ptr?? [ebp-14h]???
? 00401070?? 8A?? 42?? 01?? mov?? al,byte?? ptr?? [edx+1]???
? 00401073?? 88?? 45?? FC?? mov?? byte?? ptr?? [ebp-4],al???
? 第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到?
? edx中,再根据edx读取字符,显然慢了。???
??
??
? 2.7小结:???
? 堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出:???
? 使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就?
? 走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自?
? 由度小。???
? 使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由?
? 度大。

?

三、例子

?

1 楼 mars914 2012-04-09 对于大的数据,我们把数据存放在堆中,指向该数据的指针放到栈中

读书人网 >编程

热点推荐