2010年4月10日

堆和栈的区别(转过无数次的文章)

一、预备知识—程序的内存分配 
  一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分 
  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。 
  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   。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。 
  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。   -   程序结束后由系统释放。 
  4、文字常量区   —常量字符串就是放在这里的。   程序结束后由系统释放 
  5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。 
  
  
  二、例子程序   
  这是一个前辈写的,非常详细   
  //main.cpp   
  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");   123456\0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。   
  }   
  
  
  二、堆和栈的理论知识   
  2.1申请方式   
  stack:   
  由系统自动分配。   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   
  heap:   
  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   =   new   char[10];   
  但是注意p1、p2本身是在栈中的。   
  
  
  2.2   
  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。   
  
  2.3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。   
  
  
  
  2.4申请效率的比较:   
  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.   
  另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈是 
  直接在进程的地址空间中保留一块内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。 
    
  
  2.5堆和栈中的存储内容   
  栈:   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。   
  堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。   
  
  2.6存取效率的比较   
  
  char   s1[]   =   "aaaaaaaaaaaaaaa";   
  char   *s2   =   "bbbbbbbbbbbbbbbbb";   
  aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;   
  而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;   
  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。   
  比如:   
  #include   
  void   main()   
  {   
  char   a   =   1;   
  char   c[]   =   "1234567890";   
  char   *p   ="1234567890";   
  a   =   c[1];   
  a   =   p[1];   
  return;   
  }   
  对应的汇编代码   
  10:   a   =   c[1];   
  00401067   8A   4D   F1   mov   cl,byte   ptr   [ebp-0Fh]   
  0040106A   88   4D   FC   mov   byte   ptr   [ebp-4],cl   
  11:   a   =   p[1];   
  0040106D   8B   55   EC   mov   edx,dword   ptr   [ebp-14h]   
  00401070   8A   42   01   mov   al,byte   ptr   [edx+1]   
  00401073   88   45   FC   mov   byte   ptr   [ebp-4],al   
  第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到 
  edx中,再根据edx读取字符,显然慢了。   
  
  
  2.7小结:   
  堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出:   
  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。   (经典!) 


本文来自CSDN博客,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/hairetz/archive/2009/04/30/4141043.aspx

posted @ 2010-04-10 13:54 micromichael 阅读(49) | 评论 (0)编辑 收藏

2010年4月9日

高质量c/c++编程读书笔记(1)

1.  为防止头文件被重复利用(通常发生在#include的嵌套中),应用#ifndef/#define/#endif产生预处理块。比如要防止graphics.h的头文件被重复利用,定义#ifndef GRAPHICS_H。(为什么用大写?)。

2.  好的命名规则:静态变量加前缀s_,全局变量加前缀g_,类的数据成员加前缀m_

3.  不可将bool变量直接与TRUE,FALSE或者10进行比较。区别于整型变量与零值比较。不可将浮点变量用“==”或“!=”与数字比较,应设法转化成“>=”或“<=”形式。应当将指针变量用“==”或“!=”与NULL比较,指针变量的零值为“空”(记为NULL)。尽管NULL的值与0相同,但两者的意义不同。(参考高质量C++编程指南4.3节)。

4.  在多重循环中,如果有可能,应当将最长的循环放在最内层,最短的放在最外层,以减少CPU跨切循环层的次数。

5.  如果循环体内存在逻辑判断,并且循环次数很大,宜将逻辑判断移到循环体的外面。

6.  C语言用#define来定义常量(称为宏常量)。C++语言除了#define外还可以用const来定义常量(称为const常量)。在C++程序中只使用const常量而不使用宏常量,因为其相比#define来定义常量有更多的优点。Const常量有数据类型,而宏常量没有数据类型。因此编译器可以对前者进行安全检查。

7.  建立在整个类中都恒定的常量:别指望const数据成员了,应该用类中的枚举常量来实现。由于const数据成员只在某个对象生存期内是常量,而对整个类而言是可变的,因为类可以创建多个对象,不同对象其const数据成员值可以不同。枚举常量不会占用对象的存储空间,他们在编译时被全部求值。枚举常量的缺点是它的隐含数据类型是整数,其最大值有限,且不能表示浮点数。

8.  如果参数是指针,并且仅做输入用,则应在类型前加const,以防止该指针在函数体内被以外修改。

9.  函数名字与返回值类型在语义上不可冲突,违反这条规则的典型代表是C标准库函数getchar。由于getchar的原型为int getcharvoid)。

10.              指针有些“似是而非”的特征:(1)指针消亡了,并不表示它所指的内存会被自动释放(2)内存被释放了,并不表示指针会消亡或者成为NULL指针。

11.              exit1)终止整个程序的运行?

posted @ 2010-04-09 16:38 micromichael 阅读(2359) | 评论 (4)编辑 收藏

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