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,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
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"; 123456/0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。 (经典!)
分享到:
相关推荐
"堆和栈的区别和联系" 堆和栈是 C 语言中两个基本的存储区,它们是程序中实现数据存储的方式。了解堆和栈的区别和联系是非常重要的,因为它们对程序的运行和内存管理有着至关重要的影响。 栈 栈是一块自动分配和...
静态变量`static int c`虽然在全局空间,但也属于静态存储类别,不同于栈和堆。 ### 性能考量 在选择使用栈还是堆时,性能是一个重要的考量因素。对于频繁访问且生命周期较短的小型数据,使用栈可以提高程序的执行...
在这篇文章中,我们将详细解释堆和栈的区别,包括它们在内存中的存储方式、生命周期、优缺点等方面。 堆(Heap) 堆是一种动态分配内存的方式,由程序员分配释放。如果程序员不释放,程序结束时可能由操作系统...
在 C# 中,有四种主要类型被分配到栈和堆:值类型、引用类型、指针和指令。 * 值类型:继承自 System.ValueType 的类型,如 bool、byte、char、decimal 等。 * 引用类型:继承自 System.Object 的类型,如 class、...
在深入探讨这两个概念之前,我们需要明确一点:堆和栈在内存结构上有着本质的区别。 栈(Stack)是一种线性数据结构,其特点是后进先出(Last In First Out, LIFO)。在程序执行时,系统会为每个线程分配一个栈,...
C语言堆和栈的区别 C语言中,堆(heap)和栈(stack)是两种不同的内存分配机制。堆是由malloc或new分配的内存,系统不释放,需要程序员自己释放,否则会出现“内存泄露(Memory Leak)”。栈是自动分配的内存,...
再学习堆和栈期间,一直很困惑,在网上找的资料,在此给大家一起分享分享!
堆和栈是计算机中两个重要的内存管理机制,它们之间的区别对于程序员来说非常重要。本文将详细介绍堆和栈的概念、特点、申请方式、申请后系统的响应、申请大小的限制、申请效率的比较、存储内容和存取效率的比较。 ...
内存中堆和栈的区别 内存中堆和栈是两个不同的概念,都是用来存放数据的内存区域,但它们有所区别。 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。堆的分配方式类似于链表...
"Java 堆和栈的区别" Java 堆和栈是 Java 中的两种内存管理机制,它们都是 Java 用来在 RAM 中存放数据的地方。但是,它们有很多不同之处。 Java 堆是一个运行时数据区,类的对象从中分配空间。这些对象通过 new、...
本文将深入探讨堆和栈的区别,帮助读者理解这两种数据结构的工作原理及其在编程中的应用。 首先,我们要了解堆(Heap)和栈(Stack)的基本概念: 1. **栈(Stack)**: 栈是一种后进先出(Last In First Out, ...
堆和栈的区别 堆和栈是计算机内存管理中两个重要的概念,它们都是程序运行时的内存分配方式,但是它们之间有着明显的区别。 1. 预备知识—程序的内存分配 程序的内存分配可以分为五个部分:栈区、堆区、全局区、...
### 堆与栈的深度解析 在编程领域,尤其是对于C/C++程序员...堆和栈在内存管理中各司其职,理解它们的区别有助于我们编写更高效、更安全的代码。正确使用堆和栈,避免不必要的内存泄漏和溢出,是每位程序员的基本功。
### 堆和栈总结 #### 一、堆栈概念概览 在计算机科学中,堆和栈是非常重要的数据结构,它们在程序运行时管理内存的分配和使用方面发挥着核心作用。对于Java语言而言,堆和栈的概念尤为重要,因为JVM如何管理和使用...
通过对这段代码的分析,我们可以进一步理解栈和堆的区别及其应用场景。 #### 总结 通过以上的分析可以看出,栈和堆在内存管理方式、空间大小、是否产生碎片、生长方向、分配方式以及分配效率等方面都有着明显的...
### 堆和栈的详细分析 #### 一、引言 在计算机科学与软件工程领域,堆(heap)和栈(stack)是两种极为重要的内存管理机制。这两种内存分配方式各自具有独特的特点和用途,对于理解程序运行时内存管理至关重要。 #...
### 操作系统中堆和栈的区别 #### 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被细分为以下几个关键部分: 1. **栈区(Stack)**:这部分内存是由编译器自动管理的,主要用于存放函数的参数值...
首先,栈(Stack)和堆(Heap)是程序运行时内存的两个主要分区。栈区由编译器自动分配和释放,主要用于存放函数参数、局部变量等。栈的操作遵循“后进先出”(LIFO)原则,它的空间有限,通常在Windows环境下,栈的...