• 堆和栈的区别


    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,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,分配方式倒是类似于链表。
          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。

      二、例子程序      

    //main.cpp
    int a = 0; //全局初始化区
    char *p1; //全局未初始化区
    main()
    {
        int b; //
        char s[] = "abc"; //
        char *p2; //
        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。
    }

      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。

       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。

      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。

       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
             直接在进程的地址空间中保留一块内存,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。  

      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:  

    #include
    void main()
    {
        char a = 1;
        char c[] = "1234567890";
        char *p = "1234567890";
        a = c[1];
        a = p[1];
        return;
    }

      对应的汇编代码

      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 

      第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到
      edx中,再根据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,但是自
      由度小。   
      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,而且自由度大。

      转:http://blog.csdn.net/hairetz/article/details/4141043

  • 相关阅读:
    常见字符编码扫盲(UTF,Unicode, GB2312) 四
    Ogre 实用技巧 四
    CEGUI中文显示问题的解决方法 四
    大幅革新 AMD下一代图形产品前瞻 四
    力争上游 ——我眼中的“计算机产业链” 四
    养成 SQL SERVER 的好习惯 四
    说说 Windows 中的中文字体 四
    Unicode字符集和多字节字符集关系 四
    各种电影 四
    [projectEuler.net]12
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/liulipeng/p/3343244.html
Copyright © 2020-2023  润新知