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c语言堆栈结构

发布时间: 2022-05-22 23:59:29

c语言中的栈和堆是什么

1、计算机中的内存分为两部分:一部分是栈(stack,也称堆栈),另一部分是堆(heap)。

2、 栈,可以看作是一摞卡片,最上面的卡片表示程序的当前作用域,这往往就是当前正在执行的函数。

3、堆,一段完全独立于当前函数或者栈帧的内存区。如果一个函数中声明了一些变量,而且希望当这个函数完成时其中声明的变量仍然存在,就可以将这些变量置于堆中。

❷ C语言中,什么是栈,什么是堆

1、栈区(stack):由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量等值。局部变量,任务线程函数之类的是放在(使用)栈里面的,栈利用率高一些。其操作方式类似于数据结构中的栈。特别,栈是属于线程的,每一个线程会有一个自己的栈。

2、堆区(heap):一般由程序员分配释放,若程序员不释放,则可能会引起内存泄漏。注意它和数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,常见的就是malloc出来的都是属于堆区,就像固定出来的区域,到free的时候才释放,有点类似全局的,静态的。

(2)c语言堆栈结构扩展阅读

栈内存是由编译器自动分配与释放的,它有两种分配方式:静态分配和动态分配。

1、静态分配是由编译器自动完成的,如局部变量的分配(即在一个函数中声明一个int类型的变量i时,编译器就会自动开辟一块内存以存放变量i)。

2、动态分配由alloca函数进行分配,但是栈的动态分配与堆是不同的,它的动态分配是由编译器进行释放,无需任何手工实现。

❸ C语言中的堆和栈的定义

在数据结构上要知道堆栈,尽管我们这么称呼它,但实际上堆栈是两种数据结构:堆和栈。
堆和栈都是一种数据项按序排列的数据结构。
栈就像装数据的桶或箱子
我们先从大家比较熟悉的栈说起吧,它是一种具有后进先出性质的数据结构,也就是说后存放的先取,先存放的后取。
这就如同我们要取出放在箱子里面底下的东西(放入的比较早的物体),我们首先要移开压在它上面的物体(放入的比较晚的物体)。
堆像一棵倒过来的树
而堆就不同了,堆是一种经过排序的树形数据结构,每个结点都有一个值。
通常我们所说的堆的数据结构,是指二叉堆。
堆的特点是根结点的值最小(或最大),且根结点的两个子树也是一个堆。
由于堆的这个特性,常用来实现优先队列,堆的存取是随意,这就如同我们在图书馆的书架上取书,虽然书的摆放是有顺序的,但是我们想取任意一本时不必像栈一样,先取出前面所有的书,书架这种机制不同于箱子,我们可以直接取出我们想要的书。

❹ c语言堆和栈的区别

内存分配中的堆和栈

在 C 语言中,内存分配方式不外乎有如下三种形式:

  • 从静态存储区域分配:它是由编译器自动分配和释放的,即内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在,直到整个程序运行结束时才被释放,如全局变量与 static 变量。

  • 在栈上分配:它同样也是由编译器自动分配和释放的,即在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元将被自动释放。需要注意的是,栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,它的运行效率一般很高,但是分配的内存容量有限。

  • 从堆上分配:也被称为动态内存分配,它是由程序员手动完成申请和释放的。即程序在运行的时候由程序员使用内存分配函数(如 malloc 函数)来申请任意多少的内存,使用完之后再由程序员自己负责使用内存释放函数(如 free 函数)来释放内存。也就是说,动态内存的整个生存期是由程序员自己决定的,使用非常灵活。需要注意的是,如果在堆上分配了内存空间,就必须及时释放它,否则将会导致运行的程序出现内存泄漏等错误。

数据结构的堆和栈

在数据结构中,栈是一种可以实现“先进后出”(或者称为“后进先出”)的存储结构。假设给定栈 S=(a0,a1,…,an-1),则称 a0为栈底,an-1为栈顶。进栈则按照 a0,a1,…,an-1的顺序进行进栈;而出栈的顺序则需要反过来,按照“后存放的先取,先存放的后取”的原则进行,则 an-1先退出栈,然后 an-2才能够退出,最后再退出 a0。

在实际编程中,可以通过两种方式来实现:使用数组的形式来实现栈,这种栈也称为静态栈;使用链表的形式来实现栈,这种栈也称为动态栈。

相对于栈的“先进后出”特性,堆则是一种经过排序的树形数据结构,常用来实现优先队列等。假设有一个集合 K={k0,k1,…,kn-1},把它的所有元素按完全二叉树的顺序存放在一个数组中,并且满足:



则称这个集合 K 为最小堆(或者最大堆)。

由此可见,堆是一种特殊的完全二叉树。其中,节点是从左到右填满的,并且最后一层的树叶都在最左边(即如果一个节点没有左儿子,那么它一定没有右儿子);每个节点的值都小于(或者都大于)其子节点的值。

❺ c语言的堆栈是怎么回事!!

堆(heap)和栈(stack)有什么区别??

简单的可以理解为:
heap:是由malloc之类函数分配的空间所在地。地址是由低向高增长的。
stack:是自动分配变量,以及函数调用的时候所使用的一些空间。地址是由高向低减少的。

预备知识—程序的内存分配

一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、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。
2、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,呵呵。
3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放
4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

二、例子程序
这是一个前辈写的,非常详细
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456在常量区,p3在栈上。
static int c =0; 全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}

二、堆和栈的理论知识
2.1申请方式
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
heap:
需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
2.2
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。
2.3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。这句话的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。
2.4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。
堆是由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快内存,虽然用起来最不方便。但是速度, 也最灵活
2.5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。堆中的具体内容有程序员安排。
2.6存取效率的比较

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;
但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(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;
}
对应的汇编代码
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
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指edx中,在根据edx读取字符,显然慢了。
?

2.7小结:
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。

堆和栈的区别主要分:
操作系统方面的堆和栈,如上面说的那些,不多说了。
还有就是数据结构方面的堆和栈,这些都是不同的概念。这里的堆实际上指的就是(满足堆性质的)优先队列的一种数据结构,第1个元素有最高的优先权;栈实际上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构。
虽然堆栈,堆栈的说法是连起来叫,但是他们还是有很大区别的,连着叫只是由于历史的原因针值读

❻ 谁能帮我说下C语言中的堆栈

个人认为楼上的不懂C语言堆栈到底是怎么回事,按楼上说法,只是大概讲了下栈,没有讲堆.

要讲C语言的堆栈,要从计算机的数据内存分配讲起.
____________________
| Stack区(数组,指针,结构体,局部变量)
____________________
| Static变量(静态变量,全局变量)
____________________
| Heep区(堆区)
____________________
| 代码段
____________________
从上面示意图中可看出整个内存分配,堆分配是在内存中按块划分,也就是相对与函数malloc,realloc,calloc.这3个函数为内存分配函数.而且需要手动调用free函数释放资源,否则会造成大量的内存碎片.

如果楼主不相信可以自己写一个死循环,内部调用malloc函数,创建N个内存块,运行一段时间后,绝对会造成系统瘫痪,资源被耗尽.

栈区划分为计算机自身划分,即在函数或局部变量被调用时,系统自动为其分配栈,以后进先出为原则实现变量的保存,在函数调用完毕时,系统会自动释放栈内资源,所以,栈可以说是短命的(生存周期只在调用过程中).

这里只是粗略说了下堆和栈,另外再说下static-->静态区,全局变量或静态变量存放于静态区,只要代码中存在静态变量或全局变量,自动放于静态区,静态区存放的变量生存周期是整个程序结束时才释放.

代码段区,顾名思义存放的是程序代码(暂时先这么理解).

PS:本人原创,最近发现一些人盗用本人回答的问题.特此声明.嘿嘿.

____________________ _________
补充:
我对于C#不是很熟悉,而且我也是从事C开发的,对于面向对象语言应用不是很熟.在这只能给出C++的代码.代码有点长,不知道你能不能看的懂,才写的.

#include <iostream.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
/*
//基于数组的栈的实现
#define N 50
typedef struct Stack{
int top;
int A[N];
}*pStack;
//Pop出栈
int Pop(pStack pst)
{
int e;
if(pst->top == -1)
{
cout<<"Stack is empty!"<<endl;
return -1;
}
else
{
e = pst->A[pst->top];
pst->top--;
// cout<<"The element "<<e<<" is pop"<<endl;
return e;
}
}
//Push入栈
void Push(pStack pst)
{
int e;
if(pst->top == N-1)
{
cout<<"Stack is full!"<<endl;
}
else
{
cout<<"Input the push number:";
cin>>e;
pst->top++;
pst->A[pst->top] = e;
}
}
//清空栈
void empty(pStack pst)
{
pst->top = -1;
}
//判断栈是否为空
int IsEmpty(pStack pst)
{
if(pst->top == -1)
{
return 0;
// cout<<"The Stack is empty!"<<endl;
}
else
{
return 1;
// cout<<"The Stack is not empty!"<<endl;
}
}
//判断栈是否为满
int IsFull(pStack pst)
{
if(pst->top == N-1)
{
return 0;
}
else
{
return 1;
}
}
//初始化栈
void InitStack(pStack pst)
{
pst->top = -1;
}

void main()
{
Stack S;
InitStack(&S);
int n;
cout<<"How many times do you want to Push:";
cin>>n;
for(int i=0; i<n; i++)
{
Push(&S);
}
cout<<"How many times do you want to Pop:";
cin>>n;
for(i=0; i<n; i++)
{
cout<<"The element "<<Pop(&S)<<" is pop"<<endl;
}
cout<<"The Stack's stutor:"<<endl;

if(IsEmpty(&S) == 0)
{
cout<<"The Stack is empty!"<<endl;
}
else
{
cout<<"The Stack is not empty!"<<endl;
}

if(IsFull(&S) == 0)
{
cout<<"The Stack is full!"<<endl;
}
else
{
cout<<"The Stack is not full!"<<endl;
}

empty(&S);

cout<<"The Stack's stutor:"<<endl;
if(IsEmpty(&S) == 0)
{
cout<<"The Stack is empty!"<<endl;
}
else
{
cout<<"The Stack is not empty!"<<endl;
}
}
*/
typedef struct Stack{
Stack *prior;
Stack *next;
int element;
}*pStack;
//压栈
void Push(pStack *pst)
{
if((*pst) == NULL)
{
pStack S = (pStack)malloc(sizeof(Stack));
(*pst) = S;
(*pst)->next = NULL;
(*pst)->prior = NULL;
cout<<"Input the PUSH data:";
cin>>(*pst)->element;
}
else
{
pStack S = (pStack)malloc(sizeof(Stack));
(*pst)->next = S;
S->prior = (*pst);
S->next = NULL;
(*pst) = S;
cout<<"Input the PUSH data:";
cin>>(*pst)->element;
}
}
//判断是否为空
int IsEmpty(pStack pst)
{
if(pst == NULL)
{
cout<<"The Stack is empty!"<<endl;
return 1;
}
return 0;
}
//出栈
pStack Pop(pStack *pst)
{
if(IsEmpty((*pst)) == 1)
return (*pst);
pStack S = (*pst);
if((*pst)->prior == NULL)
{
cout<<"Out:"<<(*pst)->element<<endl;
(*pst) = NULL;
free(S);
return (*pst);
}
else
{
cout<<"Out:"<<(*pst)->element<<endl;
(*pst) = (*pst)->prior;
(*pst)->next = NULL;
free(S);
return (*pst);
}
}
//初始化栈
void InitStack(pStack pst)
{
pst = NULL;
}

void main()
{
pStack pS = NULL;
// InitStack(pS);
int n;
cout<<"How many times do you want to Push:";
cin>>n;
for(int i=0; i<n; i++)
{
Push(&pS);
}
pStack S;
S = Pop(&pS);
}

❼ c语言堆栈和队列

栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算。这一端被称为栈顶,相对地,把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈,它是把新元素放到栈顶元素的上面,使之成为新的栈顶元素;从一个栈删除元素又称作出栈或退栈,它是把栈顶元素删除掉,使其相邻的元素成为新的栈顶元素。

队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。

以上是从数据结构角度来看,从操作系统角度来看,所有的数据结构都是对虚拟内存的操作,堆是堆,栈是栈,栈指的是C语言函数所使用的自动有函数回收的虚拟内存空间,而堆则有操作系统堆管理器来管理的那部分虚拟内存,从C语言角度来看,使用malloc函数动态分配的内存,就是堆内存。

❽ c语言中什么是堆栈,堆栈的具体应用,求高手帮我解释下,最好能详细点,谢谢

也就是一个井喽,然后丢石头进去,要的话就从最上面的拿上来。如
abc要进栈,则: 元素 栈中的元素
1.a进栈。 cb a
2.可以a出栈也可以b进栈。 c ba
3.可以b出栈也可以c进栈。 无 cba
如果按照示例的话,3次后abc都进入栈了,则从上往下的排序分别是c b a,此时只可以取出c,不可以取出其他的,也就是说,栈就是:
可以往里面丢东西,填平了或者无聊的时候就取出最上面的东西。
你可以理解成人的肝脏。如果糖分多的话,多余的就存在肝脏里,如果少了,就从肝脏里面取。但是你不把靠近血液的糖取出来,你是没有办法取更里面的糖分的......

它的应用吧,应该是可以用来加密。如可执行文件的出栈、入栈。不过一般我们电脑里面的计算就用到了栈,只不过没有察觉到。
原创!

❾ 浅析C语言中堆和栈的区别

一、堆栈空间分配区别:
1、栈(操作系统):由操作系统自动分配释放 ,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;
2、堆(操作系统): 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,分配方式倒是类似于链表。
二、堆栈缓存方式区别:
1、栈使用的是一级缓存, 他们通常都是被调用时处于存储空间中,调用完毕立即释放;
2、堆是存放在二级缓存中,生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定(并不是一旦成为孤儿对象就能被回收)。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。
三、堆栈数据结构区别:
堆(数据结构):堆可以被看成是一棵树,如:堆排序;
栈(数据结构):一种先进后出的数据结构。

❿ C程序中如何使用堆栈

先从大家比较熟悉的栈说起,它是一种具有后进先出性质的数据结构,也就是说后存放的先取,先存放的后取。这就如同要取出放在箱子里面底下的东西(放入的比较早的物体),首先要移开压在它上面的物体(放入的比较晚的物体)。而堆就不同了,堆是一种经过排序的树形数据结构,每个结点都有一个值。通常所说的堆的数据结构,是指二叉堆。堆的特点是根结点的值最小(或最大),且根结点的两个子树也是一个堆。由于堆的这个特性,常用来实现优先队列,堆的存取是随意,这就如同在图书馆的书架上取书,虽然书的摆放是有顺序的,但是想取任意一本时不必像栈一样,先取出前面所有的书,书架这种机制不同于箱子,可以直接取出想要的书。
下面就说说C语言程序内存分配中的堆和栈,这里有必要把内存分配也提一下,一般情况下程序存放在Rom或Flash中,运行时需要拷到内存中执行,内存会分别存储不同的信息。
内存中的栈区处于相对较高的地址以地址的增长方向为上的话,栈地址是向下增长的,栈中分配局部变量空间,堆区是向上增长的用于分配程序员申请的内存空间。另外还有静态区是分配静态变量,全局变量空间的;只读区是分配常量和程序代码空间的;以及其他一些分区。来看一个网上很流行的经典例子:
main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区,p3在栈上。
static int c =0; 全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10); 堆
p2 = (char *)malloc(20); 堆
}
堆和栈的第一个区别就是申请方式不同:栈(英文名称是stack)是系统自动分配空间的,例如定义一个 char a;系统会自动在栈上为其开辟空间。而堆(英文名称是heap)则是程序员根据需要自己申请的空间,例如malloc(10);开辟十个字节的空间。由于栈上的空间是自动分配自动回收的,所以栈上的数据的生存周期只是在函数的运行过程中,运行后就释放掉,不可以再访问。而堆上的数据只要程序员不释放空间,就一直可以访问到,不过缺点是一旦忘记释放会造成内存泄露。

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