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c语言堆栈入门

发布时间: 2022-01-15 11:51:55

c语言中堆和栈的区别详细解答

栈是先入后出、后入先出的存储区域,对操作系统来说管理比较简单,只需要记录栈底和当前栈顶的位置即可,一般用于保护现场。比如调用函数时,调用点pc地址被压入堆栈、函数参数被压入栈,在函数调用结束时会被弹出堆栈指令丢弃或被返回语句利用。
堆是提供给当前程序运行时刻开设缓冲区(如使用malloc函数、new等),由应用程序主动管理(释放用free和delete),比如printf语句就需要利用堆来临时保存输出信息。另外由子程序中开设的非静态变量一般存放在堆中,退出子程序后被自动释放。

⑵ 谁能帮我说下C语言中的堆栈

个人认为楼上的不懂C语言堆栈到底是怎么回事,按楼上说法,只是大概讲了下栈,没有讲堆.

要讲C语言的堆栈,要从计算机的数据内存分配讲起.
____________________
| Stack区(数组,指针,结构体,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,也就是相对与函数malloc,realloc,calloc.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,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,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,系统会自动释放栈内资源,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-->静态区,全局变量或静态变量存放于静态区,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,最近发现一些人盗用本人回答的问题.特此声明.嘿嘿.

____________________ _________
补充:
我对于C#不是很熟悉,而且我也是从事C开发的,对于面向对象语言应用不是很熟.在这只能给出C++的代码.代码有点长,不知道你能不能看的懂,才写的.

#include <iostream.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
/*
//基于数组的栈的实现
#define N 50
typedef struct Stack{
int top;
int A[N];
}*pStack;
//Pop出栈
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入栈
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;
}
}
//清空栈
void empty(pStack pst)
{
pst->top = -1;
}
//判断栈是否为空
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;
}
}
//判断栈是否为满
int IsFull(pStack pst)
{
if(pst->top == N-1)
{
return 0;
}
else
{
return 1;
}
}
//初始化栈
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;
//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)->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;
}
}
//判断是否为空
int IsEmpty(pStack pst)
{
if(pst == NULL)
{
cout<<"The Stack is empty!"<<endl;
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<<endl;
(*pst) = NULL;
free(S);
return (*pst);
}
else
{
cout<<"Out:"<<(*pst)->element<<endl;
(*pst) = (*pst)->prior;
(*pst)->next = NULL;
free(S);
return (*pst);
}
}
//初始化栈
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语言的堆栈是怎么回事!!

堆(heap)和栈(stack)有什么区别??

简单的可以理解为:
heap:是由malloc之类函数分配的空间所在地。地址是由低向高增长的。
stack:是自动分配变量,以及函数调用的时候所使用的一些空间。地址是由高向低减少的。

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。 - 程序结束后有系统释放
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。
}

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 = (char *)malloc(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快内存,虽然用起来最不方便。但是速度, 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。堆中的具体内容有程序员安排。
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edx中,在根据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。

堆和栈的区别主要分:
操作系统方面的堆和栈,如上面说的那些,不多说了。
还有就是数据结构方面的堆和栈,这些都是不同的概念。这里的堆实际上指的就是(满足堆性质的)优先队列的一种数据结构,第1个元素有最高的优先权;栈实际上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构。
虽然堆栈,堆栈的说法是连起来叫,但是他们还是有很大区别的,连着叫只是由于历史的原因针值读

⑷ c语言,我想学习堆栈,先进后出的规则我懂,我想知道具体过程,可以举个例子最好,谢谢

下面是一个栈的例子:

#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 求大神精简的讲讲c语言中栈的用法

堆栈用于特殊的数据存储,一般用于函数调用,特点是先入后出。
在进行子程序(函数)调用时,它可以存储调用时调用者给出的参数,子程序通过堆栈指针可找到所有传入的参数,即使修改它们由于返回时设置堆栈指针也不会影响参数原型数据;子程序开设的普通变量也会在堆栈中开辟。
在进行中断函数调用时,堆栈用于保护现场,可以将断点处程序执行的关键寄存器压栈保存,执行完后弹栈恢复现场。
堆栈的好处在于,cpu有专用的堆栈地址寄存器,压栈、弹栈有专用语句,对于栈内数据存取以堆栈指针为参照存取方便,利于最后舍弃无需的数据。

⑹ 浅析C语言中堆和栈的区别

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。

⑺ C语言堆栈怎么使用啊,希望给个例子

C语言中函数里面的临时变量用的就都是堆栈区域

⑻ C语言中的栈和堆是什么

1、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)。

2、 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。

3、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。

⑼ C程序中如何使用堆栈

先从大家比较熟悉的栈说起,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。这就如同要取出放在箱子里面底下的东西(放入的比较早的物体),首先要移开压在它上面的物体(放入的比较晚的物体)。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,这就如同在图书馆的书架上取书,虽然书的摆放是有顺序的,但是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,可以直接取出想要的书。
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,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。
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:
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); 堆
p2 = (char *)malloc(20); 堆
}
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。

⑽ 计算机C语言里堆栈是什么和普通意义上的栈有什么不同之处

栈和队列是受限制的线性表 栈是先进后出(一群人走进了死胡同,然后再都出来) 队列是先进先出(跟排队一个道理,先来的先受到服务) 线性表是哪里都可以进行插入和删除