为什么要用堆栈,什么是堆栈 为什么要设计堆栈,它有什么独特的用途?

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堆(heap)和栈(stack)有什么区别??

简单的可以理解为:
heap:是由malloc之类函数分配的空间所在地。地址是由低向高增长的。
stack:是自动分配变量,以及函数调用的时候所使用的一些空间。地址是由高向低减少的。

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,呵呵。
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
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
这是一个前辈写的,非常详细
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456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 = (char *)malloc(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快内存,虽然用起来最不方便。但是速度, 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。堆中的具体内容有程序员安排。
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edx中,在根据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。

堆和栈的区别主要分:
操作系统方面的堆和栈,如上面说的那些,不多说了。
还有就是数据结构方面的堆和栈,这些都是不同的概念。这里的堆实际上指的就是(满足堆性质的)优先队列的一种数据结构,第1个元素有最高的优先权;栈实际上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构。
虽然堆栈,堆栈的说法是连起来叫,但是他们还是有很大区别的,连着叫只是由于历史的原因针值读

1、堆栈是系统内存管理的一种机制,一般高级语言不会直接提供这种东西,但是编程人员出于堆栈操作特性的原因,可以使用内存操作函数实现堆栈。
2、堆栈分为堆和栈,堆就是一块内存,怎么处理都可以(前提是要有权限),栈必须遵循先进后出的原则,就像一个死胡同,最后进的必须先出。

堆栈是一种机制,计算机用它来将参量传递给函数,也可以用于指向局部函数变量。它的目的是赋予程序一个方便的途径来访问特定函数的局部数据,并从函数调用者那边传递信息。堆栈的作用如同一个缓冲区,保存着函数所需要的所有信息。在函数开始的时候产生堆栈,并在结束的时候释放它。堆栈一般是静态的,也即意味着一旦在函数的开始创建一个堆栈,那么堆栈就是不可以改变的。堆栈所保存的数据是可以改变的,但是堆栈的本身一般是不可以改变的。

为什么要用堆栈,什么是堆栈~

在计算机领域,堆栈是一个不容忽视的概念,堆栈是两种数据结构。堆栈都是一种数据项按序排列的数据结构,只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进行插入和删除。在单片机应用中,堆栈是个特殊的存储区,主要功能是暂时存放数据和地址,通常用来保护断点和现场。要点:堆,队列优先,先进先出(FIFO—first in first out) 。栈,先进后出(FILO—First-In/Last-Out)。

设计原因有两点:⑴栈的存取速度特别快,仅次于寄存器。当程序要在内存中读写数据时,先找到栈,再通过栈的指向到堆内存中进行数据的读写。由于不用再遍历速度慢而且数据多的堆内存,所以程序的运行速度会更快。
⑵便于内存的回收。当程序的一些数据不用后,就会丢掉栈内存中相应的数据,此时以前指向的堆内存空间就没有了栈的指向,变成了垃圾。这时Java虚拟机的垃圾回收机制就会将这块没有栈指向的堆内存空间回收,供给以后的程序使用。
堆栈的用途主要是调用子程序时暂存断点地址和保护(恢复)现场数据。堆栈是一种存储部件,即数据的写入跟读出不需要提供地址,而是根据写入的顺序决定读出的顺序。

堆栈是什么
答:3. 堆栈的具体操作包括推入、弹出、查看栈顶元素但不移除等。这些操作的时间复杂度通常是常数时间,因为无论堆栈中有多少元素,操作都是基于栈顶的。在计算机内部,堆栈内存的管理是自动的,程序员只需声明一个变量并将其推入堆栈,然后由系统自动管理其在堆栈中的生命周期。当变量不再使用时,它会被...

C语言中的栈、堆是什么?
答:C语言中的堆和栈都是一种数据项按序排列的数据结构。栈就像装数据的桶或箱子 我们先从大家比较熟悉的栈说起吧,它是一种具有后进先出性质的数据结构,也就是说后存放的先取,先存放的后取。这就如同我们要取出放在箱子里面底下的东西(放入的比较早的物体),我们首先要移开压在它上面的物体(放入...

“堆栈”是什么意思?
答:读取这些数据时,按照堆栈指示器中的地址读取数据,堆栈指示器中的地址数自动减 1。这个过程叫做“弹出pop”。如此就实现了后进先出的原则。堆栈是计算机中最常用的一种数据结构,比如函数的调用在计算机中是用堆栈实现的。堆栈可以用数组存储,也可以用以后会介绍的链表存储。下面是一个堆栈的结构体定义,...

堆(heap)和栈(Stack)的区别是什么?为什么平时都把堆栈放在一起讲?
答:若程序员不释放,程序结束时可能由os回收,分配方式倒是类似于链表。二、堆栈缓存方式区别:1、栈使用的是一级缓存,通常都是被调用时处于存储空间中,调用完毕立即释放;2、堆是存放在二级缓存中,生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定(并不是一旦成为孤儿对象就能被回收)。所以调用这些对象的速度要...

堆栈是什么
答:在计算机领域,堆栈是一个不容忽视的概念,但是很多人甚至是计算机专业的人也没有明确堆栈其实是两种数据结构。堆栈都是一种数据项按序排列的数据结构,只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进行插入和删除。要点:堆:顺序随意 栈:后进先出(Last-In/First-Out)参考资料:http://baike.baidu.com/...

什么是堆栈
答:2. 后进先出原则:由于遵循后进先出的原则,堆栈在存储和取出元素时具有特定的顺序。新添加的元素会放在栈顶,而访问或移除元素也总是从栈顶开始。这种特性使得堆栈在处理一些需要严格顺序的场景时非常有用。3. 应用场景:堆栈在计算机科学和编程中有很多应用。例如,在函数调用的过程中,堆栈用于存储局部...

什么是堆栈?
答:后进先出、只能在栈顶操作、有固定和浮动两端、包含push和pop操作。1、后进先出:遵循先入后出,后入先出的原则。2、只能在栈顶操作:所有的数据存入和取出,只能在浮动的一端(称栈顶)进行,位于其中间的元素,必须在其栈上部(后进栈者)诸元素逐个移出后才能取出。3、有固定和浮动两端:堆栈是...

堆栈有什么用?在什么情况下要用堆栈指令?
答:堆栈是后进先出的序列.当然是需要用到这种算法的时候使用堆栈了.具体程序具体对待了.

汇编语言里面的堆栈是什么东西啊!
答:1.堆栈本质上只是普通的内存地址 2.堆和栈本来是两种数据结构,现常用“堆栈”连用仅表示栈。3.栈的使用方式是临时存放数据,在某一段内存中,从内存地址最后开始存放,像叠盘子一样,只能将最后放入的数据先取出来。4.栈在汇编语言中经常使用,cpu寄存器中有sp(32位为esp),即stack pointer,指向...

什么是堆栈
答: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 = (char *)malloc(10);但是注意p1、p2本身是在...