筆試試題堆和棧的區(qū)別

1、堆和棧的區(qū)別 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）由編譯器自動分配堆區(qū)（heap）一般由程序員分配全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（s全局變量和靜態(tài)變量的，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。2、， 若程序員不，程序結(jié)束時可能由OS 回收 。ic）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3、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)。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)程序代碼區(qū)存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。5、二例子程序a = 0; 全局初始化區(qū) char *p1; 全局未初始化區(qū) ma

2、in()b;char s = abc; char *p2;char *p3 = 123456;/棧/棧/棧/1234560 在常量區(qū)，p3 在棧上。/全局（靜態(tài)）初始化區(qū)sicc =0；p1 = (char *)malloc(10); p2 = (char *)malloc(20); strcpy(p1, 123456);123456優(yōu)化成一個地方。/分配得來得 10 和 20 字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)。/1234560 放在常量區(qū)，編譯器可能會將它與p3所指向的三 堆和棧的理論知識3.1stack:申請方式在函數(shù)中一個局部變量b; 系統(tǒng)自動在棧中為 b 開辟空間.由系統(tǒng)自動分配。 例如，heap:

3、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 char *p2=new char10;/但是注意 p1、p2 本身是在棧中的。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：3.2操作系統(tǒng)有一個空閑內(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本次分配的大小，這樣，代碼中的 free 語句才

4、能正確的本內(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。3.3申請大小的限制棧：不同的編譯系統(tǒng)有不同的類型，例如：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)是用鏈表來的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而

5、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。3.4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。3.5堆和棧中的棧：內(nèi)容在函數(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

6、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)容有程序員安排。3.6小結(jié)：堆和棧的區(qū)別可以用如下的比喻來看出：使用棧就象去飯館里吃飯，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，而且度大。四 實(shí)例C 語言有全局變量(Global)、本地變量(Local)，靜態(tài)變量(S種變量都有不同的分配方式。先來看下面這段代碼：#include g1=0, g2=0, g3=0;main()ic)、寄存器變

7、量(Regeister)。每sics1=0, s2=0, s3=0;v1=0, v2=0, v3=0;/打印出各個變量的內(nèi)存地址prpr prf(0 x%08xn,&v1);f(0 x%08xn,&v2); f(0 x%08xnn,&v3);/打印各局部變量的內(nèi)存地址prpr prf(0 x%08xn,&g1);f(0 x%08xn,&g2); f(0 x%08xnn,&g3);/打印各全局變量的內(nèi)存地址prpr prf(0 x%08xn,&s1);f(0 x%08xn,&s2); f(0 x%08xnn,&s3);/打印各靜態(tài)變量的內(nèi)存地址return 0;打印結(jié)果：0 x070 x070

8、x07ff8 ff4ff00 x0000a6b0 0 x0000a6b40 x0000a6b80 x0000a6bc0 x0000a6c0 0 x0000a6c4輸出的結(jié)果就是變量的內(nèi)存地址。其中 v1,v2,v3 是局部變量，g1,g2,g3 是全局變量，s1,s2,s3是靜態(tài)變量。你可以看到這些變量在內(nèi)存是連續(xù)分布的，但是局部變量和全局變量分配的內(nèi)存地址差了十萬八千里，而全局變量和靜態(tài)變量分配的內(nèi)存是連續(xù)的。這是因?yàn)楸镜刈兞亢腿?靜態(tài)變量是分配在不同類型的內(nèi)存區(qū)域中的結(jié)果。對于一個進(jìn)程的內(nèi)存空間而言，可以在邏輯上分成 3 個部份：代碼區(qū)，靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)和動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)。動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)一般就是“堆?！薄！皸?stack)”和“堆(heap)”是兩種不同的動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)，棧是一種線性結(jié)構(gòu)，堆是一種鏈?zhǔn)?/p>