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堆和栈的区别

上一篇 / 下一篇  2016-04-05 16:27:07 / 个人分类:C语言

1.申请方式

栈是由系统自动分配的。例如,声明函数中一个局部变量“int b;”,那么系统自动在栈中为b开辟空间。堆需要程序员自己申请,并在申请时指定大小。使用C语言中的malloc函数的例子如下所示。

p1=(char 星号)malloc(10)

2.申请后系统的响应

堆在操作系统中有一个记录空闲内存地址的链表。当系统受到程序的申请时,系统就会开始遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆节点,然后将该节点从空闲节点链表中删除,并将该节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,代码中的删除语句才能正确地释放本内存空间。如果找到的堆节点的大小与申请的大小不相同,系统会自动地将多余的那部分重新放入空闲链表中。

只有栈的剩余空间大小所申请空间,系统才为程序提供内存,否则将报异常,提示栈溢出。

3.申请大小的限制

堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统用链表来存储的空闲内存地址,地址是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址到高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存,因此堆获得的空间比较灵活,也比较大。

栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域。因此,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示栈溢出,因此,能从栈获得的空间较小。

4.申请速度的限制

堆是由malloc等语句分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来很方便。栈是由系统自动分配,速度较快,但程序员一般无法控制。

5.堆和栈中的存储内容

堆一般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。

在调用函数时,第一个进栈的是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语言编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。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储地址,也就是调用该函数处的下一条指令,程序由该点继续运行。

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