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在线编译器也有堆栈吗

发布时间: 2025-01-28 14:34:44

㈠ 堆栈的定义

一个程序一般分为3段:text段,data段,bss段
text段:就是放程序代码的,编译时确定,只读,
data段:存放在编译阶段(而非运行时)就能确定的数据,可读可写
就是通常所说的静态存储区,赋了初值的全局变量和静态变量存放在这个区域,常量也存放在这个区域
bss段:定义而没有赋初值的全局变量和静态变量,放在这个区域

这个够不够清楚呢?
堆栈就是栈的简称。

堆和栈的区别
一、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\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);
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\0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。但是速度快,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针值读到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。

㈡ 汇编指令的堆栈是什么意思

堆栈(Stack)是一种重要的线性数据结构,它并不是一种存储器本身,而是我们使用存储器的一种方法。堆栈的主要功能是提供数据暂存的便利,因此,我们可以将其简单地理解为一种一维数组。然而,与普通的一维数组不同,一维数组允许在任何位置进行元素的插入和删除,而堆栈的插入和删除操作则被限定在一端进行,这一端被称为栈顶(top),而另一端则被称为栈底(bottom)。

向堆栈中插入数据的操作称为压入(Push),而从堆栈中删除数据则称为弹出(Pop)。这些操作都遵循后进先出(Last In First Out,简称LIFO)的原则,也就是说,最后压入堆栈的元素将最先被弹出。这种特性使得堆栈非常适合用于需要管理数据进出顺序的应用场景。

举个例子,当我们使用函数调用时,函数的局部变量和参数会被压入堆栈中,当函数执行完成后,这些数据会被弹出。同样地,在程序的执行过程中,堆栈还可以用来保存程序的执行状态,这对于实现递归调用等功能至关重要。

由于堆栈的特殊性,它在计算机科学领域具有广泛的应用。例如,编译器在处理程序代码时,会使用堆栈来管理临时变量和中间结果,以确保代码的正确执行。此外,堆栈也是实现各种数据结构和算法的基础,例如,括号匹配、表达式求值、回溯算法等。

总的来说,堆栈是一种非常重要的数据结构,它通过提供一种高效的数据暂存机制,使得计算机程序能够更加灵活地处理各种复杂的数据操作。

㈢ 北大青鸟java培训:堆和栈的区别

栈:在编译过程中分配的内存空间是由操作系统(编译器)自动分配和释放的,而堆栈上的空间是有限的。
在编译过程中,程序在堆栈上同时为变量和函数分配内存,并且在堆栈上执行运行时函数调用的参数传递。
堆:在程序运行期间动态分配的内存空间,您可以根据程序运行的方式来确定要分配的堆内存的大小。
发行版通常由程序员分配。
内存函数的分配,如new和malloc,分配给堆。
栈是机器系统提供的数据结构,堆由C/c++函数库提供。
栈是系统提供的功能,其特点是快速高效,缺点是有限的,数据不灵活;该堆栈是函数库的函数,具有灵活性和方便性的特点,数据被广泛使用,但效率可以降低。
栈是系统数据结构,它是流程/线程的唯一。
堆是函数库的内部数据结构,不一定是唯一的。
不同堆分配的内存不能相互操作。
堆栈空间有两种静态分布和动态分配。
静态分配由编译器完成,例如自动变量(自动)分布。
动态分配由alloca函数完成。
栈的动态分配不需要释放(自动),也没有释放函数。
对于便携程序,不鼓励动态分配堆栈。
堆空间分配是动态的,虽然在程序的末尾,所有的数据空间都将被释放回系统中,但是精确的应用程序内存/空闲内存匹配是良好应用程序的基本要素。
堆内存用于保存由新分配的内存在堆中创建的对象和数组,并由虚拟机的自动垃圾收集器管理。
创建了一个数组或对象在堆中,堆栈可以也是一个特殊的变量,让栈中这个变量的值等于数组或对象在堆内存地址,栈中的变量是一个数组或对象的引用变量,它可用于程序后引用变量来访问堆中的堆栈数组或对象,引用变量是一个数组或对象名称。
引用变量是在定义时在堆栈中分配的普通变量,并且在程序超出其范围后会释放引用的变量。
河北电脑培训http://www.kmbdqn.cn/发现和数组在堆中分配和对象本身,即使您的应用程序是使用新的数组或对象声明的一个代码块,数组和对象本身占用内存不会被释放,数组和对象没有引用变量指向它,成为一种浪费,不在使用,但仍占据内存空间,其次是垃圾收集器在一个不确定的时间。

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