C++堆和栈是什么意思_.docx
C+堆和栈是什么意思_ 一、预备学问-程序的内存安排 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)- 由编译器自动安排释放 ,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) - 一般由程序员安排释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 .留意它与数据结构中的堆是两回事，安排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。 - 程序结束后有系统释放 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。 二、例子程序 这是一个前辈写的，特别具体 /main.cpp int a = 0; 全局初始化区 char *p1; 全局未初始化区 main() int b; 栈 char s = "abc" 栈 char *p2; 栈 char *p3 = "123456" 123456在常量区，p3在栈上。 static int c =0; 全局(静态)初始化区 p1 = (char *)malloc(10); p2 = (char *)malloc(20); 安排得来得10和20字节的区域就在堆区。 strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。 三、堆和栈的理论学问 2.1申请方式 stack: 由系统自动安排。 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开发空间 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 = (char *)malloc(10); 但是留意p1、p2本身是在栈中的。 2.2 申请后系统的响应 栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序供应内存，否则将报特别提示栈溢出。 堆：首先应当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，查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，并将该结点的空间安排给程序，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安排的大小，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肯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 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)，假如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。 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，堆获得的空间比较敏捷，也比较大。 2.4申请效率的比较： 栈由系统自动安排，速度较快。但程序员是无法掌握的。 堆是由new安排的内存，一般速度比较慢，而且简单产生内存碎片，不过用起来最便利。 另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc安排内存，他不是在堆，也不是在栈是挺直在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不便利。但是速度快，也最敏捷 2.5堆和栈中的存储内容 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。留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，最终栈顶指针指向最开头存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点连续运行。 堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员支配。 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 = c1; a = p1; return; 对应的汇编代码 10: a = c1; 00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr ebp-0Fh 0040106A 88 4D FC mov byte ptr ebp-4,cl 11: a = p1; 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 第一种在读取时挺直就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而其次种则要先把指针值读到edx中，在依据edx读取字符，明显慢了。 2.7小结： 堆和栈的区分可以用如下的比方来看出： 用法栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(用法)，吃饱了就走，不必理睬切菜、洗菜等预备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。 用法堆就象是自己动手做喜爱吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。 堆和栈的区分主要分： 操作系统方面的堆和栈，如上面说的那些，不多说了。 还有就是数据结构方面的堆和栈，这些都是不同的概念。这里的堆事实上指的就是(满足堆性质的)优先队列的一种数据结构，第1个元素有最高的优先权;栈事实上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构。 虽然堆栈，堆栈的说法是连起来叫，但是他们还是有很大区分的，连着叫只是由于历史的缘由。 更多信息请查看IT技术专栏 .
