什麼是堆和堆疊? c ,C 堆和堆疊有什麼區別

2022-02-22 23:58:22 字數 5851 閱讀 6648

1樓:匿名使用者

堆(heap)和棧(stack)有什麼區別??

簡單的可以理解為:

heap:是由malloc之類函式分配的空間所在地。地址是由低向高增長的。

stack:是自動分配變數,以及函式呼叫的時候所使用的一些空間。地址是由高向低減少的。

預備知識—程式的記憶體分配

一個由c/c++編譯的程式佔用的記憶體分為以下幾個部分

1、棧區(stack)— 由編譯器自動分配釋放 ,存放函式的引數值,區域性變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。

2、堆區(heap) — 一般由程式設計師分配釋放, 若程式設計師不釋放,程式結束時可能由os** 。注意它與資料結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似於連結串列,呵呵。

3、全域性區(靜態區)(static)—,全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的,初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域, 未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。 - 程式結束後有系統釋放

4、文字常量區 —常量字串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放

5、程式**區—存放函式體的二進位制**。

二、例子程式

這是一個前輩寫的,非常詳細

//main.cpp

int a = 0; 全域性初始化區

char *p1; 全域性未初始化區

main()

二、堆和棧的理論知識

2.1申請方式

stack:

由系統自動分配。 例如,宣告在函式中一個區域性變數 int b; 系統自動在棧中為b開闢空間

heap:

需要程式設計師自己申請,並指明大小,在c中malloc函式

如p1 = (char *)malloc(10);

在c++中用new運算子

如p2 = (char *)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在棧中的。

2.2申請後系統的響應

棧:只要棧的剩餘空間大於所申請空間,系統將為程式提供記憶體,否則將報異常提示棧溢位。

堆:首先應該知道作業系統有一個記錄空閒記憶體地址的連結串列,當系統收到程式的申請時,

會遍歷該連結串列,尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點,然後將該結點從空閒結點連結串列中刪除,並將該結點的空間分配給程式,另外,對於大多數系統,會在這塊記憶體空間中的首地址處記錄本次分配的大小,這樣,**中的delete語句才能正確的釋放本記憶體空間。另外,由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小,系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閒連結串列中。

2.3申請大小的限制

棧:在windows下,棧是向低地址擴充套件的資料結構,是一塊連續的記憶體的區域。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2m(也有的說是1m,總之是一個編譯時就確定的常數),如果申請的空間超過棧的剩餘空間時,將提示overflow。

因此,能從棧獲得的空間較小。

堆:堆是向高地址擴充套件的資料結構,是不連續的記憶體區域。這是由於系統是用連結串列來儲存的空閒記憶體地址的,自然是不連續的,而連結串列的遍歷方向是由低地址向高地址。

堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。

2.4申請效率的比較:

棧由系統自動分配,速度較快。但程式設計師是無法控制的。

堆是由new分配的記憶體,一般速度比較慢,而且容易產生記憶體碎片,不過用起來最方便.

另外,在windows下,最好的方式是用virtualalloc分配記憶體,他不是在堆,也不是在棧是直接在程序的地址空間中保留一快記憶體,雖然用起來最不方便。但是速度, 也最靈活

2.5堆和棧中的儲存內容

棧: 在函式呼叫時,第一個進棧的是主函式中後的下一條指令(函式呼叫語句的下一條可執行語句)的地址,然後是函式的各個引數,在大多數的c編譯器中,引數是由右往左入棧的,然後是函式中的區域性變數。注意靜態變數是不入棧的。

當本次函式呼叫結束後,區域性變數先出棧,然後是引數,最後棧頂指標指向最開始存的地址,也就是主函式中的下一條指令,程式由該點繼續執行。

堆:一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程式設計師安排。

2.6存取效率的比較

char s1 = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在執行時刻賦值的;

而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的;

但是,在以後的存取中,在棧上的陣列比指標所指向的字串(例如堆)快。

比如:#include

void main()

對應的彙編**

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

第一種在讀取時直接就把字串中的元素讀到暫存器cl中,而第二種則要先把指edx中,在根據edx讀取字元,顯然慢了。

? 2.7小結:

堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出:

使用棧就象我們去飯館裡吃飯,只管點菜(發出申請)、付錢、和吃(使用),吃飽了就走,不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作,他的好處是快捷,但是自由度小。

使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚,比較麻煩,但是比較符合自己的口味,而且自由度大。

堆和棧的區別主要分:

作業系統方面的堆和棧,如上面說的那些,不多說了。

還有就是資料結構方面的堆和棧,這些都是不同的概念。這裡的堆實際上指的就是(滿足堆性質的)優先佇列的一種資料結構,第1個元素有最高的優先權;棧實際上就是滿足先進後出的性質的數學或資料結構。

雖然堆疊,堆疊的說法是連起來叫,但是他們還是有很大區別的,連著叫只是由於歷史的原因針值讀

2樓:匿名使用者

概念問題,還是看書好

c#堆和堆疊有什麼區別

3樓:匿名使用者

執行緒堆疊:簡稱棧 stack

託管堆: 簡稱堆 heap

棧與堆的區別

棧通常儲存著**執行的步驟,如在**段1中 addfive()方法,int pvalue變數,int result變數等等。而堆上存放的則多是物件,資料等。可以把棧想象成一個接著一個疊放在一起的盒子。

當使用的時候,每次從最頂部取走一個盒子。棧也是如此,當一個方法(或型別)被呼叫完成的時候,就從棧頂取走,接著下一個。堆則不然,像是一個倉庫,儲存著使用的各種物件等資訊,跟棧不同的是他們被呼叫完畢不會立即被清理掉。

棧記憶體無需管理,也不受gc管理。當棧頂元素使用完畢,立馬釋放。而堆則需要gc(garbage collection:垃圾收集器)清理。

4樓:一顆小草的溫暖

首先堆疊和堆(託管堆)都在程序的虛擬記憶體中。(在32位處理器上每個程序的虛擬記憶體為4gb)

堆疊stack

堆疊中儲存值型別。

堆疊實際上是向下填充,即由高記憶體地址指向地記憶體地址填充。

堆疊的工作方式是先分配記憶體的變數後釋放(先進後出原則)。

堆疊中的變數是從下向上釋放,這樣就保證了堆疊中先進後出的規則不與變數的生命週期起衝突!

堆疊的效能非常高,但是對於所有的變數來說還不太靈活,而且變數的生命週期必須巢狀。

通常我們希望使用一種方法分配記憶體來儲存資料,並且方法退出後很長一段時間內資料仍然可以使用。此時就要用到堆(託管堆)!

堆(託管堆)heap

堆(託管堆)儲存引用型別。

此堆非彼堆,.net中的堆由垃圾收集器自動管理。

與堆疊不同,堆是從下往上分配,所以自由的空間都在已用空間的上面。

比如建立一個物件:

customer cus;

cus = new customer();

申明一個customer的引用cus,在堆疊上給這個引用分配儲存空間。這僅僅只是一個引用,不是實際的customer物件!

cus佔4個位元組的空間,包含了儲存customer的引用地址。

接著分配堆上的記憶體以儲存customer物件的例項,假定customer物件的例項是32位元組,為了在堆上找到一個儲存customer物件的儲存位置。

.net執行庫在堆中搜尋第一個從未使用的,32位元組的連續塊儲存customer物件的例項!

然後把分配給customer物件例項的地址賦給cus變數!

從這個例子中可以看出,建立物件引用的過程比建立值變數的過程複雜,且不能避免效能的降低!

實際上就是.net執行庫儲存對的狀態資訊,在堆中新增新資料時,堆疊中的引用變數也要更新。效能上損失很多!

有種機制在分配變數記憶體的時候,不會受到堆疊的限制:把一個引用變數的值賦給一個相同型別的變數,那麼這兩個變數就引用同一個堆中的物件。

當一個應用變數出作用域時,它會從堆疊中刪除。但引用物件的資料仍然保留在堆中,一直到程式結束 或者 該資料不被任何變數應用時,垃圾收集器會刪除它。

5樓:僕高揚

你應該問堆和棧的區別 c#裡很少用到這些概念 其實在你new 一個物件的時候,你這個物件是放在記憶體裡的

6樓:雨瀟

先進先出,先進後出?

7樓:匿名使用者

堆疊儲存值型別以及引用型別的引用...託管堆儲存引用型別物件...建議你看看關於clr方面的書籍

c#中堆和堆疊有什麼不一樣?

8樓:匿名使用者

首先堆疊和堆(託管堆)都在程序的虛擬記憶體中。(在32位處理器上每個程序的虛擬記憶體為4gb)

堆疊stack

堆疊中儲存值型別。

堆疊實際上是向下填充,即由高記憶體地址指向地記憶體地址填充。

堆疊的工作方式是先分配記憶體的變數後釋放(先進後出原則)。

堆疊中的變數是從下向上釋放,這樣就保證了堆疊中先進後出的規則不與變數的生命週期起衝突!

堆疊的效能非常高,但是對於所有的變數來說還不太靈活,而且變數的生命週期必須巢狀。

通常我們希望使用一種方法分配記憶體來儲存資料,並且方法退出後很長一段時間內資料仍然可以使用。此時就要用到堆(託管堆)!

堆(託管堆)heap

堆(託管堆)儲存引用型別。

此堆非彼堆,.net中的堆由垃圾收集器自動管理。

與堆疊不同,堆是從下往上分配,所以自由的空間都在已用空間的上面。

比如建立一個物件:

customer cus;

cus = new customer();

申明一個customer的引用cus,在堆疊上給這個引用分配儲存空間。這僅僅只是一個引用,不是實際的customer物件!

cus佔4個位元組的空間,包含了儲存customer的引用地址。

接著分配堆上的記憶體以儲存customer物件的例項,假定customer物件的例項是32位元組,為了在堆上找到一個儲存customer物件的儲存位置。

.net執行庫在堆中搜尋第一個從未使用的,32位元組的連續塊儲存customer物件的例項!

然後把分配給customer物件例項的地址賦給cus變數!

從這個例子中可以看出,建立物件引用的過程比建立值變數的過程複雜,且不能避免效能的降低!

實際上就是.net執行庫儲存對的狀態資訊,在堆中新增新資料時,堆疊中的引用變數也要更新。效能上損失很多!

有種機制在分配變數記憶體的時候,不會受到堆疊的限制:把一個引用變數的值賦給一個相同型別的變數,那麼這兩個變數就引用同一個堆中的物件。

當一個應用變數出作用域時,它會從堆疊中刪除。但引用物件的資料仍然保留在堆中,一直到程式結束 或者 該資料不被任何變數應用時,垃圾收集器會刪除它。

為什麼要用堆疊,什麼是堆疊為什麼要用堆疊,什麼時候用堆疊

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