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堆和棧的區(qū)別詳細介紹?看完面試不再慌

更新時間:2020-11-20 來源:黑馬程序員 瀏覽量:

堆(heap)和棧(stack)的區(qū)別

(1)申請方式

stack:由系統(tǒng)自動分配。例如,聲明在函數(shù)中一個局部變量int b;系統(tǒng)自動在棧中為b開辟空間

heap:需要程序員自己申請,并指明大小,在c中malloc函數(shù)

p1=(char*)malloc(10);

在C++中用new運算符

p2=(char*)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在棧中的。

(2)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:首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表,當系統(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,然后將該結(jié)點從空閑結(jié)點鏈表中刪除,并將該結(jié)點的空間分配給程序,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記錄本次分配的大小,這樣,代碼中的delete語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外,由于找到的堆結(jié)點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)申請大小的限制

棧:在Windows下,棧是向低地址擴展的數(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)是用鏈表來存儲的空閑內(nèi)存地址的,自然是不連續(xù)的,而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。

1605867845094_堆和棧的區(qū)別.png

(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.

另外,在WINDOWS下,最好的方式是用Virtual Alloc分配內(nèi)存,他不是在堆,也不是在棧,而是直接在進程的地址空間中保留一塊內(nèi)存,雖然用起來最不方便。但是速度快,也最靈活。

(5)堆和棧中的存儲內(nèi)容

棧:在函數(shù)調(diào)用時,第一個進棧的是主函數(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,也就是主函數(shù)中的下一條指令,程序由該點繼續(xù)運行。

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)容由程序員安排。


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