堆棧c語言
㈠ c語言的堆棧是怎麼回事!!
堆(heap)和棧(stack)有什麼區別??
簡單的可以理解為:
heap:是由malloc之類函數分配的空間所在地。地址是由低向高增長的。
stack:是自動分配變數,以及函數調用的時候所使用的一些空間。地址是由高向低減少的。
預備知識—程序的內存分配
一個由c/C++編譯的程序佔用的內存分為以下幾個部分
1、棧區(stack)— 由編譯器自動分配釋放 ,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。
2、堆區(heap) — 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 。注意它與數據結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似於鏈表,呵呵。
3、全局區(靜態區)(static)—,全局變數和靜態變數的存儲是放在一塊的,初始化的全局變數和靜態變數在一塊區域, 未初始化的全局變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。 - 程序結束後有系統釋放
4、文字常量區 —常量字元串就是放在這里的。 程序結束後由系統釋放
5、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。
二、例子程序
這是一個前輩寫的,非常詳細
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化區
char *p1; 全局未初始化區
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc"; 棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456"; 123456在常量區,p3在棧上。
static int c =0; 全局(靜態)初始化區
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得來得10和20位元組的區域就在堆區。
strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量區,編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。
}
二、堆和棧的理論知識
2.1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 b; 系統自動在棧中為b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p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
2.2
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。
2.3申請大小的限制
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(也有的說是1M,總之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。
2.4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, 也最靈活
2.5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。
2.6存取效率的比較
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的;
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的;
但是,在以後的存取中,在棧上的數組比指針所指向的字元串(例如堆)快。
比如:
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
對應的匯編代碼
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字元串中的元素讀到寄存器cl中,而第二種則要先把指edx中,在根據edx讀取字元,顯然慢了。
?
2.7小結:
堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出:
使用棧就象我們去飯館里吃飯,只管點菜(發出申請)、付錢、和吃(使用),吃飽了就走,不必理會切菜、洗菜等准備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作,他的好處是快捷,但是自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚,比較麻煩,但是比較符合自己的口味,而且自由度大。
堆和棧的區別主要分:
操作系統方面的堆和棧,如上面說的那些,不多說了。
還有就是數據結構方面的堆和棧,這些都是不同的概念。這里的堆實際上指的就是(滿足堆性質的)優先隊列的一種數據結構,第1個元素有最高的優先權;棧實際上就是滿足先進後出的性質的數學或數據結構。
雖然堆棧,堆棧的說法是連起來叫,但是他們還是有很大區別的,連著叫只是由於歷史的原因針值讀
㈡ C語言如何使用堆棧判斷迴文
#include <iosteam>
#include <string>
using namespace std;
#define EMPTY 0
#define FULL 10000
#define MAX 10000
typedef char data;
typedef struct elem {
data d;
struct elem *next;
}elem;
typedef struct stack {
int cnt;
elem *top;
}stack;
void initialize(stack *stk);
void push(data d, stack *stk);
data pop(stack *stk);
bool empty(const stack *stk);
bool full(const stack *stk); //棧操作函數
void initialize(stack *stk)
{
stk->cnt = 0;
stk->top = NULL;
}
bool empty(const stack *stk)
{
return stk->cnt == EMPTY;
}
bool full(const stack *stk)
{
return stk->cnt == FULL;
}
void push(data d, stack *stk)
{
elem *p;
if (!full(stk))
{
p = (elem *)malloc(sizeof(elem));
p->d = d;
p->next = stk->top;
stk->top = p;
stk->cnt++;
}
}
data pop(stack *stk)
{
data d;
elem *p;
if(!empty(stk))
{
d = stk->top->d;
p = stk->top;
stk->top = stk->top->next;
stk->cnt--;
delete p;
}
return d;
}
int main(void)
{
data input[MAX];
stack temp;
int i = 0;
int flag = 0;
initialize(&temp); //初始化臨時棧
cin>>&input; //輸入字元串
while (input[i] != '@')
{//字元串入棧
push(input[i], &temp);
i++;
}
while (!empty(&temp))
{//字元依次出棧和字元數組比較,判斷是否迴文數
if (temp.top->d == input[flag])
{
pop(&temp);
flag++;
}
else
{
cout<<"此字元序列不是迴文數!\n";
break;
}
}
if (empty(&temp))
cout<<"此字元序列是迴文數!\n";
return 1;
}
㈢ 淺析C語言中堆和棧的區別
一、堆棧空間分配區別:
1、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;
2、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。
二、堆棧緩存方式區別:
1、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;
2、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。
三、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。
㈣ 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。
㈤ 堆棧 在C語言中看到的,是什麼東西啊.有什麼作用啊,怎麼用
「堆棧」實際上是分為兩部分:
堆是指系統可以動態申請和釋放的一部分究竟,這部分是可以用代碼進行操作的。
棧是函數之間調度所使用的一部分空間,這部分在代碼上沒有明顯的表示。
對於堆來與,可以使用malloc、realloc語句進行申請空間,通常情況下申請得到的是堆空間中的一塊區域,而通常情況下定義的數組也會使用堆空間。通常情況下,由代碼申請得到的空間需要使用對應的代碼進行釋放,否則會造成內存泄漏。
對於棧來與,主函數在調用子函數之前,系統會自動將主函數所使用的寄存器參數等入棧,調用子函數完畢後再將參數出棧,實現了主函數和子函數之間的寄存器復用功能。
㈥ C語言中的堆和棧的定義
在數據結構上要知道堆棧,盡管我們這么稱呼它,但實際上堆棧是兩種數據結構:堆和棧。
堆和棧都是一種數據項按序排列的數據結構。
棧就像裝數據的桶或箱子
我們先從大家比較熟悉的棧說起吧,它是一種具有後進先出性質的數據結構,也就是說後存放的先取,先存放的後取。
這就如同我們要取出放在箱子裡面底下的東西(放入的比較早的物體),我們首先要移開壓在它上面的物體(放入的比較晚的物體)。
堆像一棵倒過來的樹
而堆就不同了,堆是一種經過排序的樹形數據結構,每個結點都有一個值。
通常我們所說的堆的數據結構,是指二叉堆。
堆的特點是根結點的值最小(或最大),且根結點的兩個子樹也是一個堆。
由於堆的這個特性,常用來實現優先隊列,堆的存取是隨意,這就如同我們在圖書館的書架上取書,雖然書的擺放是有順序的,但是我們想取任意一本時不必像棧一樣,先取出前面所有的書,書架這種機制不同於箱子,我們可以直接取出我們想要的書。
㈦ C程序中如何使用堆棧
先從大家比較熟悉的棧說起,它是一種具有後進先出性質的數據結構,也就是說後存放的先取,先存放的後取。這就如同要取出放在箱子裡面底下的東西(放入的比較早的物體),首先要移開壓在它上面的物體(放入的比較晚的物體)。而堆就不同了,堆是一種經過排序的樹形數據結構,每個結點都有一個值。通常所說的堆的數據結構,是指二叉堆。堆的特點是根結點的值最小(或最大),且根結點的兩個子樹也是一個堆。由於堆的這個特性,常用來實現優先隊列,堆的存取是隨意,這就如同在圖書館的書架上取書,雖然書的擺放是有順序的,但是想取任意一本時不必像棧一樣,先取出前面所有的書,書架這種機制不同於箱子,可以直接取出想要的書。
下面就說說C語言程序內存分配中的堆和棧,這里有必要把內存分配也提一下,一般情況下程序存放在Rom或Flash中,運行時需要拷到內存中執行,內存會分別存儲不同的信息。
內存中的棧區處於相對較高的地址以地址的增長方向為上的話,棧地址是向下增長的,棧中分配局部變數空間,堆區是向上增長的用於分配程序員申請的內存空間。另外還有靜態區是分配靜態變數,全局變數空間的;只讀區是分配常量和程序代碼空間的;以及其他一些分區。來看一個網上很流行的經典例子:
main.cpp
int a = 0; 全局初始化區
char *p1; 全局未初始化區
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc"; 棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量區,p3在棧上。
static int c =0; 全局(靜態)初始化區
p1 = (char *)malloc(10); 堆
p2 = (char *)malloc(20); 堆
}
堆和棧的第一個區別就是申請方式不同:棧(英文名稱是stack)是系統自動分配空間的,例如定義一個 char a;系統會自動在棧上為其開辟空間。而堆(英文名稱是heap)則是程序員根據需要自己申請的空間,例如malloc(10);開辟十個位元組的空間。由於棧上的空間是自動分配自動回收的,所以棧上的數據的生存周期只是在函數的運行過程中,運行後就釋放掉,不可以再訪問。而堆上的數據只要程序員不釋放空間,就一直可以訪問到,不過缺點是一旦忘記釋放會造成內存泄露。
㈧ C語言中的棧、堆是什麼
C語言中的堆和棧都是一種數據項按序排列的數據結構。
棧就像裝數據的桶或箱子
我們先從大家比較熟悉的棧說起吧,它是一種具有後進先出性質的數據結構,也就是說後存放的先取,先存放的後取。
這就如同我們要取出放在箱子裡面底下的東西(放入的比較早的物體),我們首先要移開壓在它上面的物體(放入的比較晚的物體)。
堆像一棵倒過來的樹
而堆就不同了,堆是一種經過排序的樹形數據結構,每個結點都有一個值。
通常我們所說的堆的數據結構,是指二叉堆。堆的特點是根結點的值最小(或最大),且根結點的兩個子樹也是一個堆。
由於堆的這個特性,常用來實現優先隊列,堆的存取是隨意,這就如同我們在圖書館的書架上取書。
雖然書的擺放是有順序的,但是我們想取任意一本時不必像棧一樣,先取出前面所有的書,書架這種機制不同於箱子,我們可以直接取出我們想要的書。
(8)堆棧c語言擴展閱讀:
關於堆和棧區別的比喻
使用棧就象我們去飯館里吃飯,只管點菜(發出申請)、付錢、和吃(使用),吃飽了就走,不必理會切菜、洗菜等准備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作,他的好處是快捷,但是自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚,比較麻煩,但是比較符合自己的口味,而且自由度大。
參考資料來源:網路-堆棧
㈨ C語言程序棧堆的問題
你在棧中使用了過多空間(例如開辟了超大數組)。將佔用過多空間的變數移到全局區或者使用malloc為其在堆中分配內存。
㈩ c語言中什麼是堆棧,堆棧的具體應用,求高手幫我解釋下,最好能詳細點,謝謝
也就是一個井嘍,然後丟石頭進去,要的話就從最上面的拿上來。如
abc要進棧,則: 元素 棧中的元素
1.a進棧。 cb a
2.可以a出棧也可以b進棧。 c ba
3.可以b出棧也可以c進棧。 無 cba
如果按照示例的話,3次後abc都進入棧了,則從上往下的排序分別是c b a,此時只可以取出c,不可以取出其他的,也就是說,棧就是:
可以往裡面丟東西,填平了或者無聊的時候就取出最上面的東西。
你可以理解成人的肝臟。如果糖分多的話,多餘的就存在肝臟里,如果少了,就從肝臟裡面取。但是你不把靠近血液的糖取出來,你是沒有辦法取更裡面的糖分的......
它的應用吧,應該是可以用來加密。如可執行文件的出棧、入棧。不過一般我們電腦裡面的計算就用到了棧,只不過沒有察覺到。
原創!