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堆、栈知识小结
阅读量:5311 次
发布时间:2019-06-14

本文共 2671 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

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,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,呵呵。 3、全局区(静态区)(static)―,和的存储是放在一块的,初始化的和在一块区域, 未初始化的和未初始化的在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放 4、文字区  ―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、例子程序 这是一个前辈写的,非常详细
1 //main.cpp  2  3 int a = 0; 全局初始化区  4  5 char *p1; 全局未初始化区  6  7 main()  8  9 { 10 11 int b; 栈 12 13 char s[] = "abc"; 栈 14 15 char *p2; 栈 16 17 char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区,p3在栈上。 18 19 static int c =0; 全局(静态)初始化区 20 21 p1 = (char *)malloc(10); 22 23 p2 = (char *)malloc(20); 24 25 分配得来得10和20字节的区域就在堆区。 26 27 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。 28 29 }
二、堆和栈的理论知识 2.1申请方式 stack: 由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个 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 如p1 = (char *)malloc(10); 在C++中用new 如p2 = (char *)malloc(10); 但是注意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,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。 堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的,当系统收到程序的申请时, 会该,寻找第一个空间大于所申请空间的堆,然后将该从空闲链表中删除,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 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。 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,而链表的方向是由低地址向高地址。堆的大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: 栈由系统自动分配,速度较快。但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。 2.5堆和栈中的存储内容 栈: 在时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(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。注意静态变量是不入栈的。 当本次结束后,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。堆中的具体内容有程序员安排。 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:
1 #include  2  3 void main()  4  5 {  6  7 char a = 1;  8  9 char c[] = "1234567890"; 10 11 char *p ="1234567890"; 12 13 a = c[1]; 14 15 a = p[1]; 16 17 return; 18 19 }
对应的汇编代码
1 10: a = c[1];  2  3 00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]  4  5 0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl  6  7 11: a = p[1];  8  9 0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h] 10 11 00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1] 12 13 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cl中,而第二种则要先把指针值读到edx中,在根据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,而且大。

转载于:https://www.cnblogs.com/zhangxiaosong/p/3303417.html

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