堆栈的区别与联系

1、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)—   由操作系统自动分配释放,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代码。

2、堆栈缓存方式

栈使用的是一级缓存, 它们通常都是被调用时处于存储空间中,调用完毕立即释放。

堆则是存放在二级缓存中,生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定(并不是一旦成为孤儿对象就能被回收)。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

3、申请方式

栈:  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。

堆: 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。    

4、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。 

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。(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。

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。

6、经典例子

int  a = 0;                             //全局初始化区
char* p1;                               //全局未初始化区
int main()
{
  int  b;                              //栈
  char s[] = "abc";                    //栈
  char* p2;                            //栈
  char* p3 = "123456";                 //"123456\0"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);            //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
  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。*/
  return 0;
}                                         
时间: 2025-01-12 23:08:07

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