欢迎来到培训无忧网!

全国切换

咨询热线 400-001-5729

位置:培训无忧网 > 新闻资讯 > 电脑/IT > c语言 >  学习C和C++中的堆和栈有区别吗?

学习C和C++中的堆和栈有区别吗?

来源:培训无忧网 发布人:星星

2022-01-14 10:45:18|已浏览:368次

C和C++中的堆和栈有区别

       在C或C++之中,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。下面来具体说说堆和栈的区别。

       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。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。
堆和栈的申请方式不同:

       栈区(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。

       堆区(heap):需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数,例如 p1 = (char *)malloc(10),在C++中用new运算符,例如 p2 = new char[10],但是注意p1、p2本身是在栈中的。

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。
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。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。
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: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。
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。
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。

      注:尊重原创文章,转载请注明出处和链接 https://www.pxwy.cn/news-id-15055.html 违者必究!部分文章来源于网络由培训无忧网编辑部人员整理发布,内容真实性请自行核实或联系我们,了解更多相关资讯请关注c语言频道查看更多,了解相关专业课程信息您可在线咨询也可免费申请试课。关注官方微信了解更多:150 3333 6050

留下你的信息,课程顾问老师会一对一帮助你规划更适合你的专业课程!
  • 姓名:

  • 手机:

  • 地区:

  • 想学什么:

  • 培训无忧网
免 费 申 请 试 听
提交申请,《培训无忧网》课程顾问老师会一对一帮助你规划更适合你的专业课程!