C语言中堆和java中堆栈的区别别 / 蓝讯

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原文:http://www.cnblogs.com/TonyEwsn/archive//1659496.html
格式和部分内容稍作修改。
在计算机领域,堆栈是一个不容忽视的概念,我们编写的C语言程序基本上都要用到。但对于很多的初学着来说,堆栈是一个很模糊的概念。堆栈:一种数据结构、一个在程序运行时用于存放的地方,这可能是很多初学者的认识,因为我曾经就是这么想的和汇编语言中的堆栈一词混为一谈。我身边的一些编程的朋友以及在网上看帖遇到的朋友中有好多也说不清堆栈,所以我想有必要给大家分享一下我对堆栈的看法,有说的不对的地方请朋友们不吝赐教,这对于大家学习会有很大帮助。
数据结构的栈和堆
&&& 首先在数据结构上要知道堆栈,尽管我们这么称呼它,但实际上堆栈是两种数据结构:堆和栈。
&&& 堆和栈都是一种数据项按序排列的数据结构。
栈就像装数据的桶或箱子
&&& 我们先从大家比较熟悉的栈说起吧,它是一种具有后进先出性质的数据结构,也就是说后存放的先取,先存放的后取。这就如同我们要取出放在箱子里面底下的东西(放入的比较早的物体),我们首先要移开压在它上面的物体(放入的比较晚的物体)。
堆像一棵倒过来的树
而堆就不同了,堆是一种经过排序的树形数据结构,每个结点都有一个值。通常我们所说的堆的数据结构,是指二叉堆。堆的特点是根结点的值最小(或最大),且根结点的两个子树也是一个堆。由于堆的这个特性,常用来实现优先队列,堆的存取是随意,这就如同我们在图书馆的书架上取书,虽然书的摆放是有顺序的,但是我们想取任意一本时不必像栈一样,先取出前面所有的书,书架这种机制不同于箱子,我们可以直接取出我们想要的书。
内存分配中的栈和堆
&&& 然而我要说的重点并不在这,我要说的堆和栈并不是数据结构的堆和栈,之所以要说数据结构的堆和栈是为了和后面我要说的堆区和栈区区别开来,请大家一定要注意。
&&& 下面就说说C语言程序内存分配中的堆和栈,这里有必要把内存分配也提一下,大家不要嫌我啰嗦,一般情况下程序存放在Rom或Flash中,运行时需要拷到内存中执行,内存会分别存储不同的信息,如下图所示:
&&& 内存中的栈区处于相对较高的地址以地址的增长方向为上的话,栈地址是向下增长的。
栈中分配局部变量空间,堆区是向上增长的用于分配程序员申请的内存空间。另外还有静态区是分配静态变量,全局变量空间的;只读区是分配常量和程序代码空间的;以及其他一些分区。
来看一个网上很流行的经典例子:
int a = 0; 全局初始化区&
char *p1; 全局未初始化区&
char s[] = &abc&; 栈&
char *p2; 栈&
char *p3 = &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);& 堆&
p2 = (char *)malloc(20);& 堆&
0.申请方式和回收方式不同
&&& 不知道你是否有点明白了,堆和栈的第一个区别就是申请方式不同:栈(英文名称是stack)是系统自动分配空间的,例如我们定义一个 char a;系统会自动在栈上为其开辟空间。而堆(英文名称是heap)则是程序员根据需要自己申请的空间,例如malloc(10);开辟十个字节的空间。由于栈上的空间是自动分配自动回收的,所以栈上的数据的生存周期只是在函数的运行过程中,运行后就释放掉,不可以再访问。而堆上的数据只要程序员不释放空间,就一直可以访问到,不过缺点是一旦忘记释放会造成内存泄露。还有其他的一些区别我认为网上的朋友总结的不错这里转述一下:
1.申请后系统的响应
栈:只要栈的剩余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。
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,当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结点链表中删除,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 delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于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。&
&&& 也就是说堆会在申请后还要做一些后续的工作这就会引出申请效率的问题。
2.申请效率的比较
根据第0点和第1点可知。
栈:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。
堆:是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。
3.申请大小的限制
栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在
WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。&
堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。
4.堆和栈中的存储内容
由于栈的大小有限,所以用子函数还是有物理意义的,而不仅仅是逻辑意义。
栈: 在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令(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。&
堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。
关于存储内容还可以参考。这道题还涉及到局部变量的存活期。
5.存取效率的比较
char s1[] = &aaaaaaaaaaaaaaa&;&
char *s2 = &bbbbbbbbbbbbbbbbb&;&
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;放在栈中。&
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;放在堆中。&
但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。&
void main()&
char a = 1;&
char c[] = &&;&
char *p =&&;&
a = c[1];&
a = p[1];&
对应的汇编代码&
10: a = c[1];&
A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]&
4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl&
11: a = p[1];&
B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]&
A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]&
45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
关于堆和栈区别的比喻
堆和栈的区别可以引用一位前辈的比喻来看出:&
&&& 使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。&
&&& 使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。比喻很形象,说的很通俗易懂,不知道你是否有点收获。
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(1)(1)(15)(2)(7)(15)(1)(5)(4)(4)(2)(1)(3)(2)(26)(13)(3)(4)(2)(1)(1)在C语言中看到的,是什么东西啊.有什么作用啊,怎么用?_百度知道
在C语言中看到的,是什么东西啊.有什么作用啊,怎么用?
我有更好的答案
  “堆栈”实际上是分为两部分:  堆是指系统可以动态申请和释放的一部分究竟,这部分是可以用代码进行操作的。  栈是函数之间调度所使用的一部分空间,这部分在代码上没有明显的表示。  对于堆来与,可以使用malloc、realloc语句进行申请空间,通常情况下申请得到的是堆空间中的一块区域,而通常情况下定义的数组也会使用堆空间。通常情况下,由代码申请得到的空间需要使用对应的代码进行释放,否则会造成内存泄漏。  对于栈来与,主函数在调用子函数之前,系统会自动将主函数所使用的寄存器参数等入栈,调用子函数完毕后再将参数出栈,实现了主函数和子函数之间的寄存器复用功能。  
采纳率:82%
来自团队:
cout&&&The Stack is empty,要从计算机的数据内存分配讲起. ____________________ | Stack区(数组,指针;A[pst-&gt.h& #include &初始化栈 void InitStack(pStack pst) { pst-&; cin&&e; pst-&gt,结构体;&&lt.h& #include &Push入栈 void Push(pStack pst) {
if(pst-&top == N-1) { cout&&&Stack is full!&&& } else { return 1; } } //&top]; pst-&&&top--; } } /e&&& is pop& if(pst-&gt,只要代码中存在静态变量或全局变量,自动放于静态区,静态区存放的变量生存周期是整个程序结束时才释放. 代码段区,顾名思义存放的是程序代码(暂时先这么理解). PS:本人原创;&How many times do you want to P&quot,不知道你能不能看的懂,才写的. #include &top == -1) { cout&&&S #include &lt.嘿嘿. ____________________ _________ 补充;assert.h&gt:& } else { cout& pst-&A[pst-&top] =/ cout&lt:&quot,局部变量) ____________________ | Static变量(静态变量,全局变量) ____________________ | Heep区(堆区) ____________________ | 代码段 ____________________ 从上面示意图中可看出整个内存分配,堆分配是在内存中按块划分;&quot!&& InitStack(&S); int n!& i++) { Push(&S); } cout&基于数组的栈的实现 #define N 50 typedef struct Stack{
int A[N]; }*pS /&#47,全局变量或静态变量存放于静态区;top = -1; } //& } else { return 1;Pop出栈 int Pop(pStack pst) { 静态区,也就是相对与函数malloc,realloc, &#47.代码有点长;n;&top++; cout&&&How many times do you want to P&&&* //&The Stack is not empty!&&&endl.h& #include & i&lt: 我对于C#不是很熟悉,最近发现一些人盗用本人回答的问题.特此声明;; cin&&n; for(int i=0,否则会造成大量的内存碎片. 如果楼主不相信可以自己写一个死循环; } else { e = pst-& / // cout&lt.h& #include &; cin&&n; for(i=0;top = -1; } void main() { Stack S,所以,栈可以说是短命的(生存周期只在调用过程中). 这里只是粗略说了下堆和栈,另外再说下static--&/判断栈是否为满 int IsFull(pStack pst) { if(pst-&top == N-1) { return 0;The element &quot.这3个函数为内存分配函数.而且需要手动调用free函数释放资源;/清空栈 void empty(pStack pst) { pst-&&判断栈是否为空 int IsEmpty(pStack pst) { if(pst-&top == -1) { return 0; // i& } } /
} } // return -1.h& #include &stdio.h&gt,内部调用malloc函数,创建N个内存块,运行一段时间后,绝对会造成系统瘫痪,资源被耗尽. 栈区划分为计算机自身划分,即在函数或局部变量被调用时,系统自动为其分配栈,以后进先出为原则实现变量的保存,在函数调用完毕时; i++) { cout&&&The element &&&Pop(&S)&&& is pop&&& } cout&&&The Stack's stutor:&&& if(IsEmpty(&S) == 0) { cout&&&The Stack is empty!&&& } else { cout&&&The Stack is not empty!&&& } if(IsFull(&S) == 0) { cout&&&The Stack is full!&&& } else { cout&&&The Stack is not full!&&& } empty(&S); cout&&&The Stack's stutor:&&& if(IsEmpty(&S) == 0) { cout&&&The Stack is empty!&&& } else { cout&&&The Stack is not empty!&&& } } */ typedef struct Stack{ Stack * Stack *
}*pS //压栈 void Push(pStack *pst) { if((*pst) == NULL) { pStack S = (pStack)malloc(sizeof(Stack)); (*pst) = S; (*pst)-&next = NULL; (*pst)-&prior = NULL; cout&&&Input the PUSH data:&; cin&&(*pst)-& } else { pStack S = (pStack)malloc(sizeof(Stack)); (*pst)-&next = S; S-&prior = (*pst); S-&next = NULL; (*pst) = S; cout&&&Input the PUSH data:&; cin&&(*pst)-& } } //判断是否为空 int IsEmpty(pStack pst) { if(pst == NULL) { cout&&&The Stack is empty!&&& return 1; } return 0; } //出栈 pStack Pop(pStack *pst) { if(IsEmpty((*pst)) == 1) return (*pst); pStack S = (*pst); if((*pst)-&prior == NULL) { cout&&&Out:&&&(*pst)-&element&& (*pst) = NULL; free(S); return (*pst); } else { cout&&&Out:&&&(*pst)-&element&& (*pst) = (*pst)-& (*pst)-&next = NULL; free(S); return (*pst); } } //初始化栈 void InitStack(pStack pst) { pst = NULL; } void main() { pStack pS = NULL; // InitStack(pS);
cout&&&How many times do you want to Push:&; cin&&n; for(int i=0; i&n; i++) { Push(&pS); } pStack S; S = Pop(&pS); };Input the push number,系统会自动释放栈内资源要讲C语言的堆栈,而且我也是从事C开发的:&n,对于面向对象语言应用不是很熟.在这只能给出C++的代码
本回答被提问者采纳
呵呵一种数据存储结构,建议你看看《C语言版--数据结构》这本书!如果你想对C有更深的了解的话
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C语言中的栈、堆是什么?
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计算机中的内存分为两部分:一部分是栈(stack,也称堆栈),另一部分是堆(heap)。
栈,可以看作是一摞卡片,最上面的卡片表示程序的当前作用域,这往往就是当前正在执行的函数。当前函数中声明的所有变量都置于栈顶帧中,即占用栈顶帧的内存,这就相当于一摞卡片中最上面的一张卡片。如果当前函数调用了另一个函数,举例来说,当前函数foo()调用了另一个函数bar(),就会在这摞卡片上再加一个新的卡片,这样bar()就有了自己的栈帧(stack frame)以供使用。从foo()传递到bar()的所有参数都会从foo()栈帧复制到bar()栈帧中。(注:栈帧很有意义,因为栈帧可以为每个函数提供一个独立的内存工作区。如果一个变量是在foo()栈帧中声明的,那么调用bar()函数不会对它带来改变,除非你专门要求修改这个变量。另外,foo()函数运行结束时,栈帧即消失,该函数中声明的所有变量都不会再占用内存了。)
堆,一段完全独立于当前函数或者栈帧的内存区。如果一个函数中声明了一些变量,而且希望当这个函数完成时其中声明的变量仍然存在,就可以将这些变量置于堆中。
堆和栈相比,没那么清晰的结构性。可以把堆可作是一“堆”小玩艺。程序可以在任何时间向这个“堆”增加新的东西,或者修改堆中已有的东西。
自由存储区。 堆栈是计算机中最常用的一种数据结构,比如函数的调用在计算机中是用堆栈实现的。 堆栈可以用数组存储、栈,这个过程叫做“压栈”。在压栈的过程中,每有一个数据压入堆栈;静态存储区,堆栈指示器中的地址自动加1、全局/静态存储区和常量存储区。 栈,按照堆栈指示器中的地址读取数据,栈顶指针减1。 #define MAX_SIZE 100 typedef int DATA_TYPE; struct stack { DATA_TYPE data[MAX_SIZE]。开始放入数据的单元叫做“栈底”。它是在内存中开辟一个存储区域,数据一个一个顺序地存入(也就是“压入——push”)这个区域之中,就放在和前一个单元相连的后面一个单元中。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。 堆。 全局&#47,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; 在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆,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。所以“先进后出”就是这种结构的特点,包括一个栈顶指针,一个数据项数组。栈顶指针最开始指向-1,然后存入数据时,栈顶指针加1。 常量存储区,这是一块比较特殊的存储区。数据一个一个地存入。有一个地址指针总指向最后一个压入堆栈的数据所在的数据单元,存放这个地址指针的寄存器就叫做堆栈指示器,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。读取这些数据时,可以发现一种规律:先放进去的小球只能后拿出来,反之。如此就实现了后进先出的原则,堆栈指示器中的地址数自动减 1,也可以用以后会介绍的链表存储。 下面是一个堆栈的结构体定义;
}。 设想有一个直径不大、一端开口一端封闭的竹筒。有若干个写有编号的小球,小球的直径比竹筒的直径略小。现在把不同编号的小球放到竹筒里面,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中。这个过程叫做“弹出pop”。 堆栈就是这样一种数据结构,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堆栈是一种执行“后进先出”算法的数据结构,取出数据后,他们里面存放的是常量,不允许修改(当然,你要通过非正当手段也可以修改,而且方法很多,后放进去的小球能够先拿出来,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。 自由存储区
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堆和栈的区别是啥?
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  堆和栈的区别:  一、堆栈空间分配区别:  1、栈(操作系统):由操作系统自动分配释放 ,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;  2、堆(操作系统): 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,分配方式倒是类似于链表。  二、堆栈缓存方式区别:  1、栈使用的是一级缓存, 他们通常都是被调用时处于存储空间中,调用完毕立即释放;  2、堆是存放在二级缓存中,生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定(并不是一旦成为孤儿对象就能被回收)。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。  三、堆栈数据结构区别:  堆(数据结构):堆可以被看成是一棵树,如:堆排序;  栈(数据结构):一种先进后出的数据结构。
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