正文描述:《《c语言内存讲解》word版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、c语言中的堆和栈的区别堆和栈的区别 1.申请方式 (1)栈(satck):由系统自动分配。例如,声明在函数中一个局部变量intb;系统自动在栈中为b开辟空间。 (2)堆(heap):需程序员自己申请(调用malloc,realloc,calloc),并指明大小,并由程序员进行释放。容易产生memoryleak. eg:char p; p=(char*)malloc(sizeof(char)); 但是,p本身是在栈中。 2.申请大小的限制 (1)栈:在windows下栈是向底地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域(它的生长方向与内存的生长方向相反)。栈的
2、大小是固定的。如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。 (2)堆:堆是高地址扩展的数据结构(它的生长方向与内存的生长方向相同),是不连续的内存区域。这是由于系统使用链表来存储空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由底地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。 3.系统响应: (1)栈:只要栈的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。 (2)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,但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链表中删
3、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free语句才能正确的释放本内存空间。另外,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。 说明:对于堆来讲,对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续,从而造成大量的碎片,使程序效率降低。对于栈来讲,则不会存在这个问题, 4.申请效率 (1)栈由系统自动分配,速度快。但程序员是无法控制的 (2)堆是由malloc分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生碎片,不过用起来最方便。 5
4、.堆和栈中的存储内容 (1)栈:在函数调用时,第一个进栈的主函数中后的下一条语句的地址,然后是函数的各个参数,参数是从右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注: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,程序由该点继续执行。 (2)堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。 6.存取效率 (1)堆:char*s1=”hellowtigerjibo”;是在编译是就确定的 (2)栈:chars1[]=”hellowtigerjibo”;是在运行时赋值的;用数组比用指针速度更
5、快一些,指针在底层汇编中需要用edx寄存器中转一下,而数组在栈上读取。 补充: 栈是机器系统提供的数据结构,计算机会在底层对栈提供支持:分配专门的寄存器存放栈的地址,压栈出栈都有专门的指令执行,这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的,它的机制是很复杂的,例如为了分配一块内存,库函数会按照一定的算法(具体的算法可以参考数据结构/操作系统)在堆内存中搜索可用的足够大小的空间,如果没有足够大小的空间(可能是由于内存碎片太多),就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间,这样就有机会分到足够大小的内存,然后进行返回。显然,堆的效率比栈要低得多。 7.分
6、配方式: (1)堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。 (2)栈有两种分配方式:静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的,比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配,但是栈的动态分配和堆是不同的。它的动态分配是由编译器进行释放,无需手工实现。C语言 malloc 工作机制void*malloc(size_tstSize); 该函数在内存的动态存储区中分配stSize连续空间,返回值是一个指向所分配的连续存储域的起始地址的指针。 voidfree(void*firstbyte); 如果给定一个由先前的malloc返回的指针,那么该函数会将分配的空间归
7、还给进程的“空闲空间”。 malloc工作机制: malloc函数的实质体现在,它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时,它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后,将该内存块一分为二(一块的大小与用户请求的大小相等,另一块的大小就是剩下的字节)。接下来,将分配给用户的那块内存传给用户,并将剩下的那块(如果有的话)返回到连接表上。调用free函数时,它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后,空闲链会被切成很多的小内存片段,如果这时用户申请一个大的内存片段,那么空闲链上可能没有可
显示全部收起
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。