深入浅出讲stack与heap的区别 转
上一篇 / 下一篇 2006-10-09 17:33:25 / 天气: 晴朗 / 心情: 高兴
一、预备知识—程序的内存分配EDA中国门户网站/]*F:p
iCVC%Pu2V
一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
u&p^8V,|1081101、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。EDA中国门户网站L Q(|,M"{#bY?
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链表,呵呵。EDA中国门户网站Ui
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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 EDA中国门户网站e8Eu~&cL#z#]5E
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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
`G-|p?%I.U1081105、程序代码区—存放函数体的二进制代码。EDA中国门户网站7K+wyq-\8N@
二、例子程序 EDA中国门户网站!rf @!ul wO[e
这是一个前辈写的,非常详细
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d]!F!N-}8RH108110//main.cpp EDA中国门户网站R|$nM0O7O8^/[
int a = 0; 全局初始化区 EDA中国门户网站_m&iITCt
char *p1; 全局未初始化区
I MHWpu108110main() EDA中国门户网站 F4@kKLM)g(O$N
Q
{
R2\(_/y"Cfx108110int b; 栈 EDA中国门户网站&pXv+O}5W
char s[] = "abc"; 栈
fUj9IrBOi108110char *p2; 栈
)Jh ne{na:M108110char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区,p3在栈上。
Gn;]zVQ%PxE108110static int c =0; 全局(静态)初始化区 EDA中国门户网站o`fE$X,zF
p1 = (char *)malloc(10); EDA中国门户网站9svi/ICnT#X
p2 = (char *)malloc(20);
zpzs"R't108110分配得来得10和20字节的区域就在堆区。 EDA中国门户网站(m6os&I(XMW
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。 EDA中国门户网站3hHdQ7N9YDJ
}
{iOc,](`9F'u108110二、堆和栈的理论知识 EDA中国门户网站 nT
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2.1申请方式 EDA中国门户网站*UL
Sl+D*O
stack:
2@B_J6q{6Q108110由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间 EDA中国门户网站9^:r#h$Q&L$PD D
heap: EDA中国门户网站 _k$g#Px;{
需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数
O$c%ai!A108110如p1 = (char *)malloc(10);
(N}m}_-E$t108110在C++中用new运算符 EDA中国门户网站s9fdr}J8\
如p2 = (char *)malloc(10); EDA中国门户网站R8w2HR;cXv$W)ch
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
NlOD+f(Tc1081102.2
8q2v(^]9il:D @L108110申请后系统的响应 EDA中国门户网站#FD6m!}"Es k+e$gH u'{
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。 EDA中国门户网站#Ho} AL%_
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,
Rn
EK/`u2{108110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。
2.3申请大小的限制
(`BbR:ga108110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。 EDA中国门户网站#a1e;@EA#s2Fa
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,堆获得的空间比较灵活,也比较大。
"oON"l(e!b.SMX^A1081102.4申请效率的比较: EDA中国门户网站(p0]V&s
J,O!c?E^
栈由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。
#r@ZIv3b108110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.
%}`^8FgS108110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。
2.5堆和栈中的存储内容 EDA中国门户网站YU:N)hQ^m\]z
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。 EDA中国门户网站k]CD]i/Dc;wH
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。 EDA中国门户网站 kb!_ s#P
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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"; EDA中国门户网站
V'X+ZiR
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
g&u+||,^(W`x108110aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的; EDA中国门户网站"u6g;I(_:h]f`
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;
3YCB8\I0E#@108110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。
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