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  • heap与stack的差

    本文内容来源于《程序猿面试宝典》第三版。

    在进行C/C++编程时。常常将操作的内存分下面几个类别:

    • 栈区(stack):由编译器自己主动分配和释放,存放函数的參数值、局部变量的值等。

      其操作方式类似于数据结构中的栈。

    • 堆区(heap):一般由程序猿分配和释放(malloc-free, new-delete),若程序不员不释放,程序结束时可能由操作系统释放。也能够造成内存泄露。注意:它与数据结构中的堆是两回事,分配方式类似于链表。

    • 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初始化的statoc变量放在一块区域;未初始化的全局变量和未初始化的static变量在相邻的还有一个区域。

      程序结束后由系统释放。

    • 文字常量区:常量字符串就放在这里。程序结束后由系由释放。
    • 程序代码区:存放在函数体的二进制代码。
      //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"; //s在栈内,“abc”在文字常量区
      	char *p2; //栈
      	char *p3 = "123456"; //p3在栈内,"123456"在文字常量区
      	static int c = 0; //全局(静态)初始化区
      	p1  = (char *)malloc(10); //分配而来的10和20字节的区域就在堆区
      	p2 = (char *)malloc(20);
      	strcpy(p1, "123456");//123456放在文字常量区。编译器可能会将它与p3所指向的“123456”优化成一个地方
      }
    1. 申请方式不同
      • 栈:由系统自己主动分配。比如,声明在函数中的一个局部变量int b。系统自己主动在栈中为b开辟空间。
      • 堆:须要程序猿自己申请。并指明大小。在C中用malloc函数。C++中用new。
    2. 申请后的系统的响应
      • 栈:仅仅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:操作系统有一个记录空暇内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个大于申请空间的堆节点,然后将该节点从空暇节点链表中删除,并将该节点的空间分配给程序。对于大多数系统。会在这块内存中的首地址处记录本次分配的大小,这样。代码中的delete才干正确释放本内存。另外。因为找到的堆节点的大小不一定正好等于申请大小,系统会自己主动将多余的那部分又一次放入空暇链表中。
    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。栈顶的地址和栈的容量是系统预先定好的,在Windows下,栈的大小是2MB。假设申请空间超过栈的剩余空间。将提示overflow,因此,能从栈获得的空暇空间小。
      • 堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的区域。这是因为系统是用链表存储空暇内存地址。自然是不连续的。

        而链表的遍历是由低地址向高地址。堆的大小受限于系统中有效的虚拟内存。

        由此可见。堆获得的空间比較灵活,也比較大。

    4. 申请效率的比較:
      • 栈:由系统自己主动分配。速度较快,但程序猿无法控制。
      • 堆:是由new分配的内存。一般速度比較慢。并且easy产生内存碎片,只是用起来最方便。

        另外,在Windows下。最好的方式是用VirtualAlloc分配内存。不是在堆,也不是在栈,而是直接在进程的地址空间中保留一块内存,尽管用起来不方便,可是速度最快,也最灵活。

    5. 堆和栈中存储内容:
      • 栈:在函数调用时,第一个进入栈的是主函数的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个參数。

        在大多数的C编译器中,參数是由右往左入栈的,然后是函数中的非static局部变量。

        当本次函数调用结束后,局部变量先出栈。然后是參数,最后栈顶指针指向最開始存的地址。也就是主函数中的下一条指令。程序由该点继续执行。

      • 堆:通常是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。

        堆中的详细内容由程序猿按排。

    6. 存取效率比較:
      • char s1[] = "aaaaaaaaaaa";
      • char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbb";
      • aaaaaaaaaaa是在执行时刻赋值的,而bbbbbbbbbbbbbbbb是在编译时就确定的。可是在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(比如堆)要快。



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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/mthoutai/p/6739486.html
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