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| 供臨時寄存貨物的地方。 |
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| 臨時寄存貨物的地方 |
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| 供臨時存放貨物的地方。 郭沫若 《洪波麯》第八章三:“有一次 賀衷寒 竟於夜半突然搜查服務處的堆棧,但什麽也沒有查出。” |
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在計算機領域,堆棧是一個不容忽視的概念,但是很多人甚至是計算機專業的人也沒有明確堆棧其實是兩數結構。
堆棧都是一種數項按序排列的數結構,能在一端(稱為棧頂(top))對數項進行插入和刪除。
要點:
堆:順序隨意
棧:先進出(last-in/first-out) |
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一、預備知識—程序的內存分配
一個由c/c++編譯的程序占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,局部變量的值等。其操作方式類似於數結構中的棧。
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收 。註意它與數結構中的堆是兩事,分配方式倒是類似於鏈。
3、全局區(靜態區)(static)—,全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的,初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域, 未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另一塊區域。 - 程序結束由統釋放。
4、文字常量區 —常量字符串就是放在這裏的。 程序結束由統釋放 。
5、程序代碼區—存放函數的二進代碼。
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字節的區域就在堆區。
strcpy(p1, "123456"); 123456 放在常量區,編譯器可能會將它與p3所指的"123456"優化成一個地方。 |
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1.申請方式
stack:
由統自動分配。 例如,聲明在函數中一個局部變量 int b; 統自動在棧中為b開闢空間
heap:
需要程序員自己申請,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);
但是註意p1、p2本身是在棧中的。
2.申請唔系統的響應
棧:要棧的剩空間大於所申請空間,統將為程序提供內存,否則將報異常提示棧溢出。
堆:首先應該知道操作統有一個記錄空閑內存地址的鏈,當統收到程序的申請時,會遍該鏈,尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點,然將該結點從空閑結點鏈中刪除,將該結點的空間分配給程序,另外,對於大多數統,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,統會自動的將多的那部分重新放入空閑鏈中。
3.申請大小的限
棧:在windows下,棧是低地址擴展的數結構,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空間時,將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。
堆:堆是高地址擴展的數結構,是不連續的內存區域。這是由於統是用鏈來存儲的空閑內存地址的,自然是不連續的,而鏈的遍方向是由低地址高地址。堆的大小受限於計算機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
棧由統自動分配,速度較快。但程序員是無法控的。
堆是由new分配的內存,一般速度比較慢,而且容易産生內存碎片,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,而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函數調用的下一條指令(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,然是函數中的局部變量。註意靜態變量是不入棧的。
當本次函數調用結束,局部變量先出棧,然是參數,最棧頂指針指最開始存的地址,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字節存放堆的大小。堆中的具內容有程序員安排。
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,在以的存取中,在棧上的數組比指針所指的字符串(例如堆)快。
比如:
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c;
a = p;
return;
}
對應的編代碼
10: a = c;
00401067 8a 4d f1 mov cl,byte ptr [ebp-0fh]
0040106a 88 4d fc mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p;
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符串中的元素讀到寄存器cl中,而第二則要先把指針值讀到edx中,在根edx讀取字符,顯然慢。
7.小結:
堆和棧的區可以用如下的比喻來看出:
使用棧就象我們去飯館吃飯,管點菜(出申請)、付錢、和吃(使用),吃飽就走,不必理會切菜、洗菜等備工作和洗碗、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,但是比較符自己的口味,而且自由度大。 |
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操作統方面的堆和棧,如上說的那些,不多說。
還有就是數結構方面的堆和棧,這些都是不同的概念。這裏的堆實際上指的就是(滿足堆性質的)優先隊列的一種數結構,第1個元素有最高的優先權;棧實際上就是滿足先進出的性質的數學或數結構。
雖然堆棧,堆棧的說法是連起來叫,但是他們還是有很大區的,連着叫是由於歷史的原因。 |
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| 堆棧是一種存儲部件,即數的寫入跟讀出不需要提供地址,而是根寫入的順序决定讀出的順序 |
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堆棧
stack
dUIZhQn
堆棧(stack)一種具有特定結構,用以保存數
(或地址)的存儲器或存儲區。其數項的存人與取
出遵循“進先出”的規則,如果以形象的方式示
其存取操作的邏輯特點,相當於僅有一端是供數
出人的開放端,而另一端是封閉的,如圖1所示。正
是由於數項能從開放端(棧頂)存人或取出,因
而總是遵循“進先出”規則的。
…推吩)托
圖1“進先出”的堆找結構
描述堆棧的要素是頂地址(51、)、棧長度(SL)及
當前指針(SP)。無任何數項存人,即空棧時,SP
指在棧底以下;棧中存滿數項時,SP到達棧的
頂端,即SP=盯。堆棧的基本操作是數項的存人
(或稱下推)與取出(或稱上托)。由於在任何時候,
棧的指針總是指在最近一次存人的數項處,因而
在再一次存入新數項時要先上移指針而存人;
在由棧中取出數時,則要先取數而把指針下
移一個位置;而且,存人與取出的操作要有監視棧滿
與棧空的檢測步驟。圖2示空棧,存人一項A0,
再存入一項Al,又存人一項人,而又取出一項
凡的各種情況。
堆棧在計算機統中有重要的用途。如子程序
調用、中斷服務等過程均要涉及到正常執行順序的
轉出與返問題,且常按轉出者先返的原則進
行嵌套,因而可用堆棧結構進行處理。語言編譯
統等也經常用到堆棧結構。
堆棧的實現可以通過軟件手段,也可以使用專
門設計的硬件。(梁吟藻)
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- : store house
- n.: dump, godown, stack, store, freight house, storehouse, warehouse, a warehouse, a storage
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