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堆与栈解析

2018年04月10日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1420字 ⁄ 字号 评论关闭

      在进行C/C++编程时需要程序员对内存的了解比较精确,经常使用到的内存有以下几种:

      :由编译器自动分配和释放,存放函数的参数值、局部变量的值,操作方式类似于数据结构中的栈

     :一般由程序员分配和释放,与数据结构中的堆是两码事,操作方式类似于链表

      全局区(静态区):全局变量和静态变量的存储时放在一块的,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静态变量在一块区域,程序结束后由系统释放

      文字常量区:常量字符串

      程序代码区:程序的二进制代码

      用代码解析:

      

int a=0;//全局初始化区
char *p1;//全局未初始化区
main()
{
	int b;//栈
	char s[]="aaa";//栈
	char *p2;//栈
	char *p3="bbb";//p3在栈,“bbb”在常量区

	static int c=0;//全局初始化区
	p1=(char*)malloc(10);//堆
	strcpy(p1,"123");//123 在常量区
}

      区别:

     1,由系统自动分配和释放,由程序员申请并释放

     2,只要栈的剩余空间大于所申请的空间,系统就分配,否则,报异常

对于堆,操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆节点,然后将该节点从空闲区链表中删除,将该节点的空间分配给程序,若是找到的节点地址空间大于申请的大小,系统会把剩余的节点空间重新添加到内存空闲区链表中

     3,对与栈,在window下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的区域,栈的大小事2MB,如果申请的空间超过栈的剩余空间,将提示栈溢出

对与堆,是向高地址扩展的数据结构,且不连续,堆的大小受限于计算机系统的虚拟内存,堆获得的空间比较大,也比较灵活

     4,申请效率,栈由系统分配,速度快,程序员无法控制。堆由程序员分配,速度慢,容易产生碎片,用起来方便

     5,内容,栈在函数调用时,参数由右往左入栈,然后是局部变量,静态变量不入栈 出栈时,局部变量先出栈,然后是参数。堆一般用堆的头部用一个字节存放堆的大小,便于delete或者free

     对于如下函数:

     

void fun(int param1,int param2,int param3)
{
	int var1=param1;
	int var2=param2;
	int var3=param3;
	{

		other code;

	}
}

     当调用函数时,栈是从高地址向低地址分布,EBP是栈底指针,ESP是栈顶指针,参数从右往左入栈,先压param3,然后是param2,最后是param3,然后是函数的返回地址入栈,进入函数后函数地址入栈,EBP入栈,然后把ESP值给EBP,再接着是局部变量入栈,即var1入栈,var2入栈,var3入栈,按照声明的顺序存放在EBP-4,EBP-8,EBP-12的位置

      


     函数调用小结调用一个函数时,先将堆栈原先的基址(EBP)入栈,以保存之前任务的信息。然后将栈顶指针的值赋给EBP,将之前的栈顶作为新的基址(栈底),然后再这个基址上开辟相应的空间用作被调用函数的堆栈。函数返回后,从EBP中可取出之前的ESP值,使栈顶恢复函数调用前的位置;再从恢复后的栈顶可弹出之前的EBP值(已入栈),因为这个值在函数调用前一步被压入堆栈。这样,EBP和ESP就都恢复了调用前的位置,堆栈恢复函数调用前的状态。

 


 

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