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            堆和棧的區(qū)別(轉(zhuǎn)過無數(shù)次的文章)

            一、預(yù)備知識—程序的內(nèi)存分配 
              一個由C/C++編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個部分 
              1、棧區(qū)(stack)—   由編譯器自動分配釋放   ,存放函數(shù)的參數(shù)值,局部變量的值等。其 
              操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。 
              2、堆區(qū)(heap)   —   一般由程序員分配釋放,   若程序員不釋放,程序結(jié)束時可能由OS回 
              收   。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事,分配方式倒是類似于鏈表,呵呵。 
              3、全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))(static)—,全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的,初始化的 
              全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域,   未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另 
              一塊區(qū)域。   -   程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放。 
              4、文字常量區(qū)   —常量字符串就是放在這里的。   程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放 
              5、程序代碼區(qū)—存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。 
              
              
              二、例子程序   
              這是一個前輩寫的,非常詳細(xì)   
              //main.cpp   
              int   a   =   0;   全局初始化區(qū)   
              char   *p1;   全局未初始化區(qū)   
              main()   
              {   
              int   b;   棧   
              char   s[]   =   "abc";   棧   
              char   *p2;   棧   
              char   *p3   =   "123456";   123456\0在常量區(qū),p3在棧上。   
              static   int   c   =0;   全局(靜態(tài))初始化區(qū)   
              p1   =   (char   *)malloc(10);   
              p2   =   (char   *)malloc(20);   
              分配得來得10和20字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)。   
              strcpy(p1,   "123456");   123456\0放在常量區(qū),編譯器可能會將它與p3所指向的"123456" 
              優(yōu)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(tǒng)自動分配。   例如,聲明在函數(shù)中一個局部變量   int   b;   系統(tǒng)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(shù)   
              如p1   =   (char   *)malloc(10);   
              在C++中用new運(yùn)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(tǒng)的響應(yīng)   
              棧:只要棧的剩余空間大于所申請空間,系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存,否則將報異常提示棧溢 
              出。   
              堆:首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表,當(dāng)系統(tǒng)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(jié)點(diǎn),然后將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表 
              中刪除,并將該結(jié)點(diǎn)的空間分配給程序,另外,對于大多數(shù)系統(tǒng),會在這塊內(nèi)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(nèi)存空間。 
              另外,由于找到的堆結(jié)點(diǎn)的大小不一定正好等于申請的大小,系統(tǒng)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(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意 
              思是棧頂?shù)牡刂泛蜅5淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)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(shù)),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(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲 
              的空閑內(nèi)存地址的,自然是不連續(xù)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(jī)系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)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(tǒng)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(nèi)存,一般速度比較慢,而且容易產(chǎn)生內(nèi)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(nèi)存,他不是在堆,也不是在棧是 
              直接在進(jìn)程的地址空間中保留一塊內(nèi)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(nèi)容   
              棧:   在函數(shù)調(diào)用時,第一個進(jìn)棧的是主函數(shù)中后的下一條指令(函數(shù)調(diào)用語句的下一條可 
              執(zhí)行語句)的地址,然后是函數(shù)的各個參數(shù),在大多數(shù)的C編譯器中,參數(shù)是由右往左入棧 
              的,然后是函數(shù)中的局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧的。   
              當(dāng)本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后,局部變量先出棧,然后是參數(shù),最后棧頂指針指向最開始存的地 
              址,也就是主函數(shù)中的下一條指令,程序由該點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。   
              堆:一般是在堆的頭部用一個字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)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(yùn)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(shù)組比指針?biāo)赶虻淖址?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(yīng)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(jù)edx讀取字符,顯然慢了。   
              
              
              2.7小結(jié):   
              堆和棧的區(qū)別可以用如下的比喻來看出:   
              使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯,只管點(diǎn)菜(發(fā)出申請)、付錢、和吃(使用),吃飽了就 
              走,不必理會切菜、洗菜等準(zhǔn)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(jīng)典!) 


            本文來自CSDN博客,轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處:http://blog.csdn.net/hairetz/archive/2009/04/30/4141043.aspx

            posted on 2010-04-10 13:54 micromichael 閱讀(204) 評論(0)  編輯 收藏 引用


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