c語言棧堆

❶ c語言中的棧和堆是什麼

1、計算機中的內存分為兩部分：一部分是棧（stack，也稱堆棧），另一部分是堆（heap）。

2、 棧，可以看作是一摞卡片，最上面的卡片表示程序的當前作用域，這往往就是當前正在執行的函數。

3、堆，一段完全獨立於當前函數或者棧幀的內存區。如果一個函數中聲明了一些變數，而且希望當這個函數完成時其中聲明的變數仍然存在，就可以將這些變數置於堆中。

❷ C語言內存管理機制--malloc/calloc/free原理與實現

一、C程序的存儲空間布局

在C程序中，存儲空間布局通常分為棧和堆兩種類型。棧用於函數調用時的局部變數存儲，其大小由編譯器自動管理，遵循後進先出（LIFO）原則。堆用於動態內存分配，可以由程序在運行時動態地請求和釋放內存。

二、Heap內存模型

在堆內存中，malloc所申請的內存主要從堆區域分配。Linux內核通過維護一個break指針來管理堆空間。這個指針指向堆空間的某個地址，從堆起始地址（Heap』s Start）到break之間的地址空間為映射好的（虛擬地址與物理地址的映射，通過MMU實現），可以供進程訪問。從break向上，是未映射的地址空間，訪問這些空間會導致程序報錯。

三、調整break：brk()和sbrk()

break指針最初位於bss段的末尾之後，當break指針升高時，程序可以訪問新分配區域內的任何內存地址，而此時物理內存頁尚未分配，內存會在進程首次試圖訪問這些虛擬內存地址時自動分配新的物理內存頁。

Linux通過brk和sbrk系統調用操作break指針。brk()將break指針設置為指定位置，地址四捨五入到下一個內存頁的邊界處。sbrk()將break指針在原有地址基礎上增加指定的大小。sbrk(0)返回當前break指針的位置。系統對進程所分配的資源有限，包括映射的內存空間。

四、malloc

malloc函數用於在系統中動態分配連續的可用內存。它要求內存大小至少為指定的位元組數，返回指向內存塊起始地址的指針，多次調用不重疊分配地址，實現內存分配和釋放。malloc函數的返回值總是位元組對齊，適合高效訪問C語言數據結構。

五、初探實現malloc

一個簡單實現的malloc函數直接從未映射區域劃出內存，但忽略了記錄分配的內存塊信息，導致內存釋放時無法確定釋放的大小，需要額外數據結構記錄塊信息。

六、正式實現malloc

實現一個完整的malloc需要一個數據結構組織堆內存，每個內存塊包含元信息（大小、空閑狀態、指針）和實際數據區域。查找合適的內存塊、分配新的塊、分裂塊等操作需實現相應函數。

七、calloc的實現

calloc函數用於給一組相同對象分配內存，並初始化它們。實現只需兩次調用malloc，一次分配內存，另一次初始化。

八、free的實現

free函數需要驗證地址的有效性，並解決碎片問題。實現策略包括合並相鄰空閑內存塊，確保釋放的地址與未映射區域之間是空閑的。

九、realloc的實現

realloc函數調整已分配內存的大小。實現包括復制現有內存、調整大小、釋放舊內存等操作。

十、總結

通過上述機制，C語言提供內存管理功能，允許程序動態分配和釋放內存。優化空間和實際應用的內存管理策略如Linux內核夥伴演算法、STL空間配置器等提供了更高效的實現。

❸ C語言中內存堆和棧的區別

堆(heap)和棧(stack)原本是兩種不同的數據結構，在C語言內存表述中，代表著用這兩種數據結構管理的兩種內存塊。
堆由整個系統共享，各個進程擁有同一個堆。 棧由每個進程自行管理，也就是每個進程的棧是獨立的，互不相關。
具體區別如下：
一、棧上的內存由系統自動管理分配，用於存儲局部變數。 堆中的內存由編程人員主動申請，在C語言中申請內存的函數為malloc， 使用後需要編程人員自行調用free函數釋放。
二、從分配釋放及訪問速度上，棧內存的存取，申請釋放速度要高於堆內存。
三、棧內存相對於堆內存要小的多，所以在編程的時候，一般不建議使用占空間過大的局部變數。
四、堆中所有數據均由編程人員申請使用。 棧中除了存放函數中可見的局部變數外，還有各種系統環境數據。

❹ c語言中堆和棧的區別

c語言中堆和棧的區別分為：空間分配區別、緩存方式區別、數據結構區別。
堆和棧空間分配區別：
棧（操作系統）：由操作系統自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變數的值等。其操作方式類似於數據結構中的棧。
堆（操作系統）：一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收，分配方式倒是類似於鏈表。
堆棧緩存方式區別：
棧使用的是一級緩存，他們通常都是被調用時處於存儲空間中，調用完畢立即釋放。
堆是存放在二級緩存中，生命周期由虛擬機的垃圾回收演算法來決定（並不是一旦成為孤兒對象就能被回收）。所以調用這些對象的速度要相對來得低一些。
堆棧數據結構區別：
堆（數據結構）：堆可以被看成是一棵樹，如：堆排序。
棧（數據結構）：一種先進後出的數據結構。

❺ C語言中堆和棧的區別

（1）申請方式
stack:
由系統自動分配。例如，聲明在函數中一個局部變數 int a; 系統自動在棧中為a開辟空間
heap:
需要程序員自己申請，並指明大小，在c中malloc函數
如m1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如m2 = (char *)malloc(10);
注意:m1、m2本身是在棧中的。

（2）申請後系統的響應
棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將為程序提供內存，否則將報異常提示棧溢出。
堆： 首先應該知道操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閑 結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程序，另外，對於大多數系統，會在這塊內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存空間。另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閑鏈表中。
（3）申請大小的限制及生長方向
棧：在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在WINDOWS下，棧的大小是2M（也可能是1M，它是一個編譯時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，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據結構，是不連續的內存區域。這是由於系統是用鏈表來存儲的空閑內存地址的，自然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。
（4）申請效率的比較：
棧由系統自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。
堆是由new分配的內存，一般速度比較慢，而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。
（5）堆和棧中的存儲內容
棧：在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的地址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，然後是函數中的局部變數。注意靜態變數是不入棧的。
當本次函數調用結束後，局部變數先出棧，然後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。
堆：一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。

❻ 為什麼調用c語言程序前要設置堆棧堆棧有什麼用沒設置又會怎麼樣堆棧是什麼還請各位嵌入式大神講

堆是用來申請不連續內存的數據區域，比如鏈表，地址不連續，而是通過指針串在一起形成一個連續的結構，c語言中用malloc函數申請的內存都在堆上，申請過不用時記得要用free函數釋放掉，不然內存泄露。

而棧的速度比堆的快，數組和局部變數都是在棧上分配，效率比較高。

另外還有自由存儲區、全局/靜態存儲區和常量存儲區，此處不一一講解了。

在啟動文件里都要設置堆和棧的大小，這樣合理的分配才不會造成資源的浪費。假如你代碼中使用的鏈表佔用空間比較大，這時你就需要把堆設置大一點。假如你使用的數組比較大，就得把堆設置大一點。最簡單的方法可以測試一下棧大小，定義一個很大的數組int a[m]; m足夠大時就會棧溢出。

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