堆跟栈的分析资源-CSDN文库

需积分: 3 99 浏览量 2007-11-01 20:57:28 上传评论收藏 10KB TXT 举报

### 堆与栈的分析 #### 内存布局概览在计算机程序设计中，内存布局对于理解和优化程序性能至关重要。本文将基于提供的标题、描述及部分内容，深入探讨堆（Heap）与栈（Stack）的基本概念、工作原理及其区别，并结合C/C++语言中的具体示例进行详细说明。 #### 栈（Stack）栈是一种先进后出（LIFO, Last In First Out）的数据结构，在程序运行时用于存储局部变量和函数调用的信息。栈由操作系统管理，具有自动分配和释放内存的特点。 1. **栈的特性**： - 自动分配：当程序执行到函数时，系统自动为该函数分配栈空间。 - 自动释放：当函数执行完毕返回时，系统自动释放该函数占用的栈空间。 - 快速访问：由于栈的内存地址是连续的，因此访问速度较快。 2. **栈的局限性**： - 存储容量有限：栈的空间大小受限于操作系统或编译器的预设值，通常较小。 - 溢出问题：如果栈中数据过大，超出预设值，则会发生栈溢出错误。 #### 堆（Heap）堆是一种动态内存分配区域，主要用于存储程序运行过程中动态创建的对象或数据。与栈不同，堆由程序员手动管理，包括分配和释放内存。 1. **堆的特性**： - 动态分配：通过`malloc`、`calloc`等函数手动分配内存空间。 - 手动释放：通过`free`或`delete`等函数释放内存。 - 非连续性：堆内存不一定连续，可以分散在内存的不同位置。 2. **堆的优势与局限**： - 更大的灵活性：堆内存大小不受限制，可根据需要动态调整。 - 更复杂的管理：需要程序员自己负责内存的分配与释放，可能导致内存泄漏等问题。 #### C/C++中的栈与堆在C/C++中，栈和堆的应用十分广泛，下面通过具体代码示例来进一步解释其使用方法。 ```cpp // main.cpp int a = 0; // 全局已初始化 char* p1; // 全局未初始化 main() { int b; // 栈变量 char s[] = "abc"; // 栈数组 char* p2; // 栈指针 char* p3 = "123456"; // 字符串常量 static int c = 0; // 全局静态变量 p1 = (char*)malloc(10); p2 = (char*)malloc(20); strcpy(p1, "123456"); // 复制字符串 } ``` 在上面的示例中，我们可以看到不同类型变量的内存分配方式： 1. **栈分配**：如`int b`、`char s[]`、`char* p2`等，这些变量的生命周期仅限于当前函数的作用域内。 2. **堆分配**：如通过`malloc`分配的`p1`和`p2`，这些变量的生命周期由程序员控制，需在不再使用时显式释放。 #### 小结 1. **栈分配的优点**：速度快、自动管理；缺点是空间有限且不能动态扩展。 2. **堆分配的优点**：灵活、空间大；缺点是需要程序员手动管理，容易出现内存泄漏等问题。通过对比分析，我们可以更加深刻地理解栈与堆在内存管理中的作用与差异。这有助于我们在实际编程中做出更合理的选择，从而提高程序的效率和稳定性。

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c/c++编程基础篇之浅析堆&栈
五大内存分区
在C++中，内存分成5个区，他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
栈，就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。
堆，就是那些由new分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制，一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收。
自由存储区，就是那些由malloc等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用free来结束自己的生命的。
全局/静态存储区，全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。
常量存储区，这是一块比较特殊的存储区，他们里面存放的是常量，不允许修改

一般认为在c中分为这几个存储区：
1. 栈－－有编译器自动分配释放
2. 堆－－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
3. 全局区（静态区）－－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。程序结束释放。
4. 另外还有一个专门放常量的地方。程序结束释放
在函数体中定义的变量通常是在栈上，用malloc, calloc, realloc等分配内存的函数分配得到的就是在堆上。在所有函数体外定义的是全局量，加了static修饰符后不管在哪里都存放在全局区（静态区）,在所有函数体外定义的static变量表示在该文件中有效，不能extern到别的文件用，在函数体内定义的static表示只在该函数体内有效。另外，函数中的"adgfdf"这样的字符串存放在常量区。
比如：
代码:
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");