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堆栈的区别

2012 年 10 月 5 日 堆栈的区别无评论

堆(Heap)栈(Stack)

1、内存分配方面:

    堆: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,分配方式是类似于链表。可能用到的关键字如下:new、malloc、delete、free等等。

    栈:由编译器(Compiler)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、申请方式方面:

    堆: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,但是注意p1、p2本身是在栈中的。因为他们还是可以认为是局部变量。

    栈: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。

3、系统响应方面:

    堆: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。

    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。

4、大小限制方面:

    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。

    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,栈的大小是固定的(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。

5、效率方面:

    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。

    栈:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。

6、存放内容方面:

    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。

    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,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。

7、存取效率方面:

    堆:char *s1 = "Hellow Word";是在编译时就确定的;

    栈:char s1[] = "Hellow Word"; 是在运行时赋值的;用数组比用指针速度要快一些,因为指针在底层汇编中需要用edx寄存器中转一下,而数组在栈上直接读取。

转自 http://www.cnblogs.com/jeffchen/archive/2006/12/28/605689.html 

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