堆栈区别

来源:互联网 发布:哪些软件不支持win10 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 10:00

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,分配方式类似于链表。
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目标代码。
例子程序
//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
p2 = new char(‘a’);
//分配得来得’a’就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); //123456/0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。
}
堆和栈的理论知识


1.申请方式
stack:
由系统自动分配。例如,在函数中声明一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间
heap:
需要程序员自己申请,并指明大小,在C++中用new运算符
如char* p2 = new char(‘a’);
但是注意p2本身是在栈中的。
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,系统将为程序分配内存,否则将报异常提示栈溢出。
堆:首先应该知道OS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(首次匹配),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。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。
3.申请大小的限制
栈:在Windows下,栈是向低地址(内存地址的高位和地位)扩展的数据结构,是一块连续的内存区域。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(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。
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,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。
4.申请效率的比较:
栈由系统自动分配,速度较快,程序员是无法控制的。
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,不过用起来比较方便。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,而是直接在进程的地址空间中保留一快内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。
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,既返回地址)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的 C/C++编译器中,参数是从右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。而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。
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。

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