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C内存管理一 概述

2014-07-16 11:16:00.0 内存管理 堆栈 概述 内存管理  
导读:
1.面试经常遇到:同学请说说堆栈的区别?
2.同学请说说一个函数在堆栈中调用过程(首先要知道函数过程是保存在什么中的)。
3.静态变量、全局变量、局部变量、常量等哪些是保存在堆中,哪些是栈中,哪些是静态区域中。
其实回答第一个我问题,第二和第三问题就是........还真有人举手。就算你举手了,我也要讲,有不对的地方,这几位同学给我批评指正。

先来看图:



就上图来看堆栈区别是.......很明显堆比栈大。(别嘘),操作系统太高深此处省略,其它还有文字常量区、程序代码区,在其他我也不知道有什么此处省略。我们专门来看看 栈、堆、静态存储区。准备好了吗?

什么是堆,什么是栈

堆--heap  栈--stack  最大的区别:一个四个字母,一个5个字母。

宏观上来说。栈是由系统提供的数据结果,而堆是由C/C++函数库提供的。

从这句话中我的猜测理解是栈是系统提供和管理的,而堆是编程语言提供和管理的。在浓缩一下就是栈是自动管理的,而堆是手动管理的。

微观上来说。堆栈就是一种方式,一种存储数据的方式或者一种数据结构。

看它的定义:栈是一种先进后出的线性表,只要符合先进后出的原则的线性表都是栈。

而堆是一种二叉树,有最大推、最小堆,我们常用的什么冒泡、选择等可以用于堆排序。

总之浓缩一下:

栈是系统自动管理、采用先进后出方式存储数据的存储区域。而堆是采用手动管理(malloc 和 free程序中创建、释放)、采用二叉树存储数据的存储区域。(特殊情况除外,比如栈也有动态分配和静态分配)

栈是一种先进后出的线性表,只要符合先进后出的原则的线性表都是栈。

综上:栈的特点就是快速、高效、但是由于是机器读写,灵活性相对较弱。堆由于可以手动大小分配,较为灵活、使用面广泛,但是速度没有栈快。


堆栈区别

1、分配方式:自动、手动
2、速度、大小、响应速度:栈快、小,堆慢、大
3、数据存储方式:先进后出、二叉树

补充说明:静态存储区似乎给忘了,只要记住一点静态存储区是用来存放全局变量和静态变量的。


程序中哪些是放在堆中、哪些是放到栈中

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。 
 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
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 。
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。例如:在c中malloc函数 
p1 = (char *)malloc(10); 
p1 = (char *)malloc(20); 
但是注意p1,p2本身是在栈中的。
到此我的猜测----栈中存储的大部分是地址(还有写少许的局部变量值)。
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 ,即生命周期)
4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

程序说明:

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。 } 

函数调用过程

函数调用主要是在栈中进行的: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。

(编辑: Folish_Audi)

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