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原创 堆和栈的区别在哪里?

2008-12-14 21:50 2658 2 3 分类: MCU/ 嵌入式

    
     
 
哪些变量会在栈中分配空间,哪些变量会在堆中分配空间?      
  ---------------------------------------------------------------      
  1
申请方式          
  stack:          
 
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          
  heap:          
 
需要程序员自己申请,并指明大小,在cmalloc函数          
 
p1 = (char *)malloc(10);     //free     
 
C++中用new运算符           //delete
 
p2 = (char *)malloc(10);          
 
但是注意p1p2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。          
     
  3
申请大小的限制          
 
栈:Windows,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。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)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。堆中的具体内容有程序员安排。          
     
  6
存取效率的比较          
  char     s1[]     =     "aaaaaaaaaaaaaaa";          
  char     *s2     =     "bbbbbbbbbbbbbbbbb";          
  aaaaaaaaaaa
是在运行时刻赋值的;          
 
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:           


None.gif  #include           
None.gif  
void     main()           
ExpandedBlockStart.gifContractedBlock.gif  
dot.gif{           
InBlock.gif  
char     a     =     1;           
InBlock.gif  
char     c[]     =     "1234567890";           
InBlock.gif  
char     *p     ="1234567890";           
InBlock.gif  a     
=     c[1];           
InBlock.gif  a     
=     p[1];           
InBlock.gif  
return;           
ExpandedBlockEnd.gif  }
  

         
  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,但是自由度小。
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wjx943_536273043 2018-12-19 20:31

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