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2010年4月10日

堆和棧的區別(轉過無數次的文章)

一、預備知識—程序的內存分配 
  一個由C/C++編譯的程序占用的內存分為以下幾個部分 
  1、棧區(stack)—   由編譯器自動分配釋放   ,存放函數的參數值,局部變量的值等。其 
  操作方式類似于數據結構中的棧。 
  2、堆區(heap)   —   一般由程序員分配釋放,   若程序員不釋放,程序結束時可能由OS回 
  收   。注意它與數據結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似于鏈表,呵呵。 
  3、全局區(靜態區)(static)—,全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的,初始化的 
  全局變量和靜態變量在一塊區域,   未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另 
  一塊區域。   -   程序結束后由系統釋放。 
  4、文字常量區   —常量字符串就是放在這里的。   程序結束后由系統釋放 
  5、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。 
  
  
  二、例子程序   
  這是一個前輩寫的,非常詳細   
  //main.cpp   
  int   a   =   0;   全局初始化區   
  char   *p1;   全局未初始化區   
  main()   
  {   
  int   b;   棧   
  char   s[]   =   "abc";   棧   
  char   *p2;   棧   
  char   *p3   =   "123456";   123456\0在常量區,p3在棧上。   
  static   int   c   =0;   全局(靜態)初始化區   
  p1   =   (char   *)malloc(10);   
  p2   =   (char   *)malloc(20);   
  分配得來得10和20字節的區域就在堆區。   
  strcpy(p1,   "123456");   123456\0放在常量區,編譯器可能會將它與p3所指向的"123456" 
  優化成一個地方。   
  }   
  
  
  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,聲明在函數中一個局部變量   int   b;   系統自動在棧中為b開辟空 
  間   
  heap:   
  需要程序員自己申請,并指明大小,在c中malloc函數   
  如p1   =   (char   *)malloc(10);   
  在C++中用new運算符   
  如p2   =   new   char[10];   
  但是注意p1、p2本身是在棧中的。   
  
  
  2.2   
  申請后系統的響應   
  棧:只要棧的剩余空間大于所申請空間,系統將為程序提供內存,否則將報異常提示棧溢 
  出。   
  堆:首先應該知道操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表,當系統收到程序的申請時, 
  會遍歷該鏈表,尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點,然后將該結點從空閑結點鏈表 
  中刪除,并將該結點的空間分配給程序,另外,對于大多數系統,會在這塊內存空間中的 
  首地址處記錄本次分配的大小,這樣,代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。 
  另外,由于找到的堆結點的大小不一定正好等于申請的大小,系統會自動的將多余的那部 
  分重新放入空閑鏈表中。   
  
  2.3申請大小的限制   
  棧:在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構,是一塊連續的內存的區域。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余空間時,將 
  提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。   
  堆:堆是向高地址擴展的數據結構,是不連續的內存區域。這是由于系統是用鏈表來存儲 
  的空閑內存地址的,自然是不連續的,而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小 
  受限于計算機系統中有效的虛擬內存。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。但程序員是無法控制的。   
  堆是由new分配的內存,一般速度比較慢,而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.   
  另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配內存,他不是在堆,也不是在棧是 
  直接在進程的地址空間中保留一塊內存,雖然用起來最不方便。但是速度快,也最靈活。 
    
  
  2.5堆和棧中的存儲內容   
  棧:   在函數調用時,第一個進棧的是主函數中后的下一條指令(函數調用語句的下一條可 
  執行語句)的地址,然后是函數的各個參數,在大多數的C編譯器中,參數是由右往左入棧 
  的,然后是函數中的局部變量。注意靜態變量是不入棧的。   
  當本次函數調用結束后,局部變量先出棧,然后是參數,最后棧頂指針指向最開始存的地 
  址,也就是主函數中的下一條指令,程序由該點繼續運行。   
  堆:一般是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。堆中的具體內容由程序員安排。   
  
  2.6存取效率的比較   
  
  char   s1[]   =   "aaaaaaaaaaaaaaa";   
  char   *s2   =   "bbbbbbbbbbbbbbbbb";   
  aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的;   
  而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的;   
  但是,在以后的存取中,在棧上的數組比指針所指向的字符串(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;   
  }   
  對應的匯編代碼   
  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符串中的元素讀到寄存器cl中,而第二種則要先把指針值讀到 
  edx中,再根據edx讀取字符,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里吃飯,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肴,比較麻煩,但是比較符合自己的口味,而且自由 
  度大。   (經典!) 


本文來自CSDN博客,轉載請標明出處:http://blog.csdn.net/hairetz/archive/2009/04/30/4141043.aspx

posted @ 2010-04-10 13:54 micromichael 閱讀(219) | 評論 (0)編輯 收藏

2010年4月9日

高質量c/c++編程讀書筆記(1)

1.  為防止頭文件被重復利用(通常發生在#include的嵌套中),應用#ifndef/#define/#endif產生預處理塊。比如要防止graphics.h的頭文件被重復利用,定義#ifndef GRAPHICS_H。(為什么用大寫?)。

2.  好的命名規則:靜態變量加前綴s_,全局變量加前綴g_,類的數據成員加前綴m_

3.  不可將bool變量直接與TRUE,FALSE或者10進行比較。區別于整型變量與零值比較。不可將浮點變量用“==”或“!=”與數字比較,應設法轉化成“>=”或“<=”形式。應當將指針變量用“==”或“!=”與NULL比較,指針變量的零值為“空”(記為NULL)。盡管NULL的值與0相同,但兩者的意義不同。(參考高質量C++編程指南4.3節)。

4.  在多重循環中,如果有可能,應當將最長的循環放在最內層,最短的放在最外層,以減少CPU跨切循環層的次數。

5.  如果循環體內存在邏輯判斷,并且循環次數很大,宜將邏輯判斷移到循環體的外面。

6.  C語言用#define來定義常量(稱為宏常量)。C++語言除了#define外還可以用const來定義常量(稱為const常量)。在C++程序中只使用const常量而不使用宏常量,因為其相比#define來定義常量有更多的優點。Const常量有數據類型,而宏常量沒有數據類型。因此編譯器可以對前者進行安全檢查。

7.  建立在整個類中都恒定的常量:別指望const數據成員了,應該用類中的枚舉常量來實現。由于const數據成員只在某個對象生存期內是常量,而對整個類而言是可變的,因為類可以創建多個對象,不同對象其const數據成員值可以不同。枚舉常量不會占用對象的存儲空間,他們在編譯時被全部求值。枚舉常量的缺點是它的隱含數據類型是整數,其最大值有限,且不能表示浮點數。

8.  如果參數是指針,并且僅做輸入用,則應在類型前加const,以防止該指針在函數體內被以外修改。

9.  函數名字與返回值類型在語義上不可沖突,違反這條規則的典型代表是C標準庫函數getchar。由于getchar的原型為int getcharvoid)。

10.              指針有些“似是而非”的特征:(1)指針消亡了,并不表示它所指的內存會被自動釋放(2)內存被釋放了,并不表示指針會消亡或者成為NULL指針。

11.              exit1)終止整個程序的運行?

posted @ 2010-04-09 16:38 micromichael 閱讀(2661) | 評論 (4)編輯 收藏

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