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c語言堆棧入門

發布時間: 2022-01-15 11:51:55

c語言中堆和棧的區別詳細解答

棧是先入後出、後入先出的存儲區域,對操作系統來說管理比較簡單,只需要記錄棧底和當前棧頂的位置即可,一般用於保護現場。比如調用函數時,調用點pc地址被壓入堆棧、函數參數被壓入棧,在函數調用結束時會被彈出堆棧指令丟棄或被返回語句利用。
堆是提供給當前程序運行時刻開設緩沖區(如使用malloc函數、new等),由應用程序主動管理(釋放用free和delete),比如printf語句就需要利用堆來臨時保存輸出信息。另外由子程序中開設的非靜態變數一般存放在堆中,退出子程序後被自動釋放。

⑵ 誰能幫我說下C語言中的堆棧

個人認為樓上的不懂C語言堆棧到底是怎麼回事,按樓上說法,只是大概講了下棧,沒有講堆.

要講C語言的堆棧,要從計算機的數據內存分配講起.
____________________
| Stack區(數組,指針,結構體,局部變數)
____________________
| Static變數(靜態變數,全局變數)
____________________
| Heep區(堆區)
____________________
| 代碼段
____________________
從上面示意圖中可看出整個內存分配,堆分配是在內存中按塊劃分,也就是相對與函數malloc,realloc,calloc.這3個函數為內存分配函數.而且需要手動調用free函數釋放資源,否則會造成大量的內存碎片.

如果樓主不相信可以自己寫一個死循環,內部調用malloc函數,創建N個內存塊,運行一段時間後,絕對會造成系統癱瘓,資源被耗盡.

棧區劃分為計算機自身劃分,即在函數或局部變數被調用時,系統自動為其分配棧,以後進先出為原則實現變數的保存,在函數調用完畢時,系統會自動釋放棧內資源,所以,棧可以說是短命的(生存周期只在調用過程中).

這里只是粗略說了下堆和棧,另外再說下static-->靜態區,全局變數或靜態變數存放於靜態區,只要代碼中存在靜態變數或全局變數,自動放於靜態區,靜態區存放的變數生存周期是整個程序結束時才釋放.

代碼段區,顧名思義存放的是程序代碼(暫時先這么理解).

PS:本人原創,最近發現一些人盜用本人回答的問題.特此聲明.嘿嘿.

____________________ _________
補充:
我對於C#不是很熟悉,而且我也是從事C開發的,對於面向對象語言應用不是很熟.在這只能給出C++的代碼.代碼有點長,不知道你能不能看的懂,才寫的.

#include <iostream.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
/*
//基於數組的棧的實現
#define N 50
typedef struct Stack{
int top;
int A[N];
}*pStack;
//Pop出棧
int Pop(pStack pst)
{
int e;
if(pst->top == -1)
{
cout<<"Stack is empty!"<<endl;
return -1;
}
else
{
e = pst->A[pst->top];
pst->top--;
// cout<<"The element "<<e<<" is pop"<<endl;
return e;
}
}
//Push入棧
void Push(pStack pst)
{
int e;
if(pst->top == N-1)
{
cout<<"Stack is full!"<<endl;
}
else
{
cout<<"Input the push number:";
cin>>e;
pst->top++;
pst->A[pst->top] = e;
}
}
//清空棧
void empty(pStack pst)
{
pst->top = -1;
}
//判斷棧是否為空
int IsEmpty(pStack pst)
{
if(pst->top == -1)
{
return 0;
// cout<<"The Stack is empty!"<<endl;
}
else
{
return 1;
// cout<<"The Stack is not empty!"<<endl;
}
}
//判斷棧是否為滿
int IsFull(pStack pst)
{
if(pst->top == N-1)
{
return 0;
}
else
{
return 1;
}
}
//初始化棧
void InitStack(pStack pst)
{
pst->top = -1;
}

void main()
{
Stack S;
InitStack(&S);
int n;
cout<<"How many times do you want to Push:";
cin>>n;
for(int i=0; i<n; i++)
{
Push(&S);
}
cout<<"How many times do you want to Pop:";
cin>>n;
for(i=0; i<n; i++)
{
cout<<"The element "<<Pop(&S)<<" is pop"<<endl;
}
cout<<"The Stack's stutor:"<<endl;

if(IsEmpty(&S) == 0)
{
cout<<"The Stack is empty!"<<endl;
}
else
{
cout<<"The Stack is not empty!"<<endl;
}

if(IsFull(&S) == 0)
{
cout<<"The Stack is full!"<<endl;
}
else
{
cout<<"The Stack is not full!"<<endl;
}

empty(&S);

cout<<"The Stack's stutor:"<<endl;
if(IsEmpty(&S) == 0)
{
cout<<"The Stack is empty!"<<endl;
}
else
{
cout<<"The Stack is not empty!"<<endl;
}
}
*/
typedef struct Stack{
Stack *prior;
Stack *next;
int element;
}*pStack;
//壓棧
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)->element;
}
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)->element;
}
}
//判斷是否為空
int IsEmpty(pStack pst)
{
if(pst == NULL)
{
cout<<"The Stack is empty!"<<endl;
return 1;
}
return 0;
}
//出棧
pStack Pop(pStack *pst)
{
if(IsEmpty((*pst)) == 1)
return (*pst);
pStack S = (*pst);
if((*pst)->prior == NULL)
{
cout<<"Out:"<<(*pst)->element<<endl;
(*pst) = NULL;
free(S);
return (*pst);
}
else
{
cout<<"Out:"<<(*pst)->element<<endl;
(*pst) = (*pst)->prior;
(*pst)->next = NULL;
free(S);
return (*pst);
}
}
//初始化棧
void InitStack(pStack pst)
{
pst = NULL;
}

void main()
{
pStack pS = NULL;
// InitStack(pS);
int n;
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);
}

⑶ c語言的堆棧是怎麼回事!!

堆(heap)和棧(stack)有什麼區別??

簡單的可以理解為:
heap:是由malloc之類函數分配的空間所在地。地址是由低向高增長的。
stack:是自動分配變數,以及函數調用的時候所使用的一些空間。地址是由高向低減少的。

預備知識—程序的內存分配

一個由c/C++編譯的程序佔用的內存分為以下幾個部分
1、棧區(stack)— 由編譯器自動分配釋放 ,存放函數的參數值,局部變數的值等。其操作方式類似於數據結構中的棧。
2、堆區(heap) — 一般由程序員分配釋放, 若程序員不釋放,程序結束時可能由OS回收 。注意它與數據結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似於鏈表,呵呵。
3、全局區(靜態區)(static)—,全局變數和靜態變數的存儲是放在一塊的,初始化的全局變數和靜態變數在一塊區域, 未初始化的全局變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。 - 程序結束後有系統釋放
4、文字常量區 —常量字元串就是放在這里的。 程序結束後由系統釋放
5、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。

二、例子程序
這是一個前輩寫的,非常詳細
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化區
char *p1; 全局未初始化區
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc"; 棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456"; 123456在常量區,p3在棧上。
static int c =0; 全局(靜態)初始化區
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得來得10和20位元組的區域就在堆區。
strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量區,編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。
}

二、堆和棧的理論知識
2.1申請方式
stack:
由系統自動分配。 例如,聲明在函數中一個局部變數 int b; 系統自動在棧中為b開辟空間
heap:
需要程序員自己申請,並指明大小,在c中malloc函數
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
2.2
申請後系統的響應
棧:只要棧的剩餘空間大於所申請空間,系統將為程序提供內存,否則將報異常提示棧溢出。
堆:首先應該知道操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表,當系統收到程序的申請時,
會遍歷該鏈表,尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點,然後將該結點從空閑結點鏈表中刪除,並將該結點的空間分配給程序,另外,對於大多數系統,會在這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小,這樣,代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。另外,由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小,系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閑鏈表中。
2.3申請大小的限制
棧:在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構,是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的,在 WINDOWS下,棧的大小是2M(也有的說是1M,總之是一個編譯時就確定的常數),如果申請的空間超過棧的剩餘空間時,將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。
堆:堆是向高地址擴展的數據結構,是不連續的內存區域。這是由於系統是用鏈表來存儲的空閑內存地址的,自然是不連續的,而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。
2.4申請效率的比較:
棧由系統自動分配,速度較快。但程序員是無法控制的。
堆是由new分配的內存,一般速度比較慢,而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.
另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配內存,他不是在堆,也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存,雖然用起來最不方便。但是速度, 也最靈活
2.5堆和棧中的存儲內容
棧: 在函數調用時,第一個進棧的是主函數中後的下一條指令(函數調用語句的下一條可執行語句)的地址,然後是函數的各個參數,在大多數的C編譯器中,參數是由右往左入棧的,然後是函數中的局部變數。注意靜態變數是不入棧的。
當本次函數調用結束後,局部變數先出棧,然後是參數,最後棧頂指針指向最開始存的地址,也就是主函數中的下一條指令,程序由該點繼續運行。
堆:一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。
2.6存取效率的比較

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的;
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的;
但是,在以後的存取中,在棧上的數組比指針所指向的字元串(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;
}
對應的匯編代碼
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
第一種在讀取時直接就把字元串中的元素讀到寄存器cl中,而第二種則要先把指edx中,在根據edx讀取字元,顯然慢了。
?

2.7小結:
堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出:
使用棧就象我們去飯館里吃飯,只管點菜(發出申請)、付錢、和吃(使用),吃飽了就走,不必理會切菜、洗菜等准備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作,他的好處是快捷,但是自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚,比較麻煩,但是比較符合自己的口味,而且自由度大。

堆和棧的區別主要分:
操作系統方面的堆和棧,如上面說的那些,不多說了。
還有就是數據結構方面的堆和棧,這些都是不同的概念。這里的堆實際上指的就是(滿足堆性質的)優先隊列的一種數據結構,第1個元素有最高的優先權;棧實際上就是滿足先進後出的性質的數學或數據結構。
雖然堆棧,堆棧的說法是連起來叫,但是他們還是有很大區別的,連著叫只是由於歷史的原因針值讀

⑷ c語言,我想學習堆棧,先進後出的規則我懂,我想知道具體過程,可以舉個例子最好,謝謝

下面是一個棧的例子:

#include <stdio.h>
#define STACK_SIZE 100
class Stack {
private:
int *buf;
int top;
public:
Stack(){
buf = new int[STACK_SIZE];
top = 0;
}
void push(int val) {
buf[top++] = val;
}
bool isEmpty() {
return top == 0;
}
int pop() {
if(!isEmpty() ) {
top --;
return buf[top];
}
printf("The STACK is empty now...");
return -1;
}
~Stack() {
delete buf;
}
};

int main()
{
Stack stack;
int a[5] = {2, 4, 5, 1, 7};
for(int i=0; i<5; i++)
stack.push(a[i]);

while(! stack.isEmpty() ) {
printf("%d ", stack.pop());
}
printf("\n");
}

⑸ 求大神精簡的講講c語言中棧的用法

堆棧用於特殊的數據存儲,一般用於函數調用,特點是先入後出。
在進行子程序(函數)調用時,它可以存儲調用時調用者給出的參數,子程序通過堆棧指針可找到所有傳入的參數,即使修改它們由於返回時設置堆棧指針也不會影響參數原型數據;子程序開設的普通變數也會在堆棧中開辟。
在進行中斷函數調用時,堆棧用於保護現場,可以將斷點處程序執行的關鍵寄存器壓棧保存,執行完後彈棧恢復現場。
堆棧的好處在於,cpu有專用的堆棧地址寄存器,壓棧、彈棧有專用語句,對於棧內數據存取以堆棧指針為參照存取方便,利於最後舍棄無需的數據。

⑹ 淺析C語言中堆和棧的區別

一、堆棧空間分配區別:
1、棧(操作系統):由操作系統自動分配釋放 ,存放函數的參數值,局部變數的值等。其操作方式類似於數據結構中的棧;
2、堆(操作系統): 一般由程序員分配釋放, 若程序員不釋放,程序結束時可能由OS回收,分配方式倒是類似於鏈表。
二、堆棧緩存方式區別:
1、棧使用的是一級緩存, 他們通常都是被調用時處於存儲空間中,調用完畢立即釋放;
2、堆是存放在二級緩存中,生命周期由虛擬機的垃圾回收演算法來決定(並不是一旦成為孤兒對象就能被回收)。所以調用這些對象的速度要相對來得低一些。
三、堆棧數據結構區別:
堆(數據結構):堆可以被看成是一棵樹,如:堆排序;
棧(數據結構):一種先進後出的數據結構。

⑺ C語言堆棧怎麼使用啊,希望給個例子

C語言中函數裡面的臨時變數用的就都是堆棧區域

⑻ C語言中的棧和堆是什麼

1、計算機中的內存分為兩部分:一部分是棧(stack,也稱堆棧),另一部分是堆(heap)。

2、 棧,可以看作是一摞卡片,最上面的卡片表示程序的當前作用域,這往往就是當前正在執行的函數。

3、堆,一段完全獨立於當前函數或者棧幀的內存區。如果一個函數中聲明了一些變數,而且希望當這個函數完成時其中聲明的變數仍然存在,就可以將這些變數置於堆中。

⑼ C程序中如何使用堆棧

先從大家比較熟悉的棧說起,它是一種具有後進先出性質的數據結構,也就是說後存放的先取,先存放的後取。這就如同要取出放在箱子裡面底下的東西(放入的比較早的物體),首先要移開壓在它上面的物體(放入的比較晚的物體)。而堆就不同了,堆是一種經過排序的樹形數據結構,每個結點都有一個值。通常所說的堆的數據結構,是指二叉堆。堆的特點是根結點的值最小(或最大),且根結點的兩個子樹也是一個堆。由於堆的這個特性,常用來實現優先隊列,堆的存取是隨意,這就如同在圖書館的書架上取書,雖然書的擺放是有順序的,但是想取任意一本時不必像棧一樣,先取出前面所有的書,書架這種機制不同於箱子,可以直接取出想要的書。
下面就說說C語言程序內存分配中的堆和棧,這里有必要把內存分配也提一下,一般情況下程序存放在Rom或Flash中,運行時需要拷到內存中執行,內存會分別存儲不同的信息。
內存中的棧區處於相對較高的地址以地址的增長方向為上的話,棧地址是向下增長的,棧中分配局部變數空間,堆區是向上增長的用於分配程序員申請的內存空間。另外還有靜態區是分配靜態變數,全局變數空間的;只讀區是分配常量和程序代碼空間的;以及其他一些分區。來看一個網上很流行的經典例子:
main.cpp
int a = 0; 全局初始化區
char *p1; 全局未初始化區
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc"; 棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量區,p3在棧上。
static int c =0; 全局(靜態)初始化區
p1 = (char *)malloc(10); 堆
p2 = (char *)malloc(20); 堆
}
堆和棧的第一個區別就是申請方式不同:棧(英文名稱是stack)是系統自動分配空間的,例如定義一個 char a;系統會自動在棧上為其開辟空間。而堆(英文名稱是heap)則是程序員根據需要自己申請的空間,例如malloc(10);開辟十個位元組的空間。由於棧上的空間是自動分配自動回收的,所以棧上的數據的生存周期只是在函數的運行過程中,運行後就釋放掉,不可以再訪問。而堆上的數據只要程序員不釋放空間,就一直可以訪問到,不過缺點是一旦忘記釋放會造成內存泄露。

⑽ 計算機C語言里堆棧是什麼和普通意義上的棧有什麼不同之處

棧和隊列是受限制的線性表 棧是先進後出(一群人走進了死胡同,然後再都出來) 隊列是先進先出(跟排隊一個道理,先來的先受到服務) 線性表是哪裡都可以進行插入和刪除