C開發中堆和棧的差別

來源:互聯網
上載者:User

(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。其操作方式類似於資料結構中的棧。 例如,聲明在函數中的一個局部變數int b;系統自動在棧中為b開闢空間。只要棧的剩餘空間大於所申請空間,系統將為程式提供記憶體,否則將報異常提示棧溢出。比如:
char* AllocStrFromStack()
{
    char pstr[100];
    return pstr;        //用數組類比棧
}
對於該函數,那塊pstr的記憶體在函數返回時就被系統釋放了,只在函數內部調用時才有,其實返回的char*什麼也沒有。

      為此做過一個實驗:

#include "stdafx.h"#include "string.h"char *AddReturn(){char s[] = "adcdef";unsigned char n = sizeof(s)/sizeof(char);printf("%d \n",n);printf("%d \n",strlen(s));for(unsigned char i = 0;i < n;i ++)printf("%c",s[i]);printf("\n");return s;}int main(int argc, char* argv[]){char *u;u = AddReturn();for (unsigned char i = 0;i < 7;i ++){printf("%c \n",u[i]);}printf("Hello World!\n");return 0;}

   執行結果是:

可以看出AddReturn返回的不是有效內容,故main中的輸出是亂碼。

在Windows下,棧是向低地址擴充的資料結構,是一塊連續的記憶體的地區。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,如果申請的空間超過棧的剩餘空間時,將提示overflow。
(2)堆區(heap) —   一般由程式員分配釋放, 若程式員不釋放,程式結束時可能由OS回收。注意它與資料結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似於鏈表。可能用到的關鍵字如下:new、malloc、delete、free等等。在c中malloc函數如p1 = (char *)malloc(10);但是注意p1本身是在棧中的,因為他們還是可以認為是局部變數。比如:
char* AllocStrFromHeap(int len)
{
    char *pstr;
    if ( len <= 0 ) return NULL;
    return ( char* ) malloc( len );
}
該函數返回的記憶體沒有問題,可以被使用。但一定要調用free釋放,不然就是Memory Leak記憶體流失!
      作業系統有一個記錄空閑記憶體位址的鏈表,當系統收到程式的申請時,會遍曆該鏈表,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式,另外,對於大多數系統,會在這塊記憶體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。堆是向高地址擴充的資料結構,是不連續的記憶體地區(這是由於系統是用鏈表來儲存的空閑記憶體位址的)。
(3)執行個體證明兩者的差別

#include "stdafx.h"#include <string.h>#include <stdlib.h>int main(int argc, char* argv[]){char *str = NULL;char *string = "hello world";str = GetMemory();memcpy(str,string,strlen(string));str[strlen(string)] = '\0';printf("%s \n",str);return 0;}

   堆的做法:

char *GetMemory(){char *para = (char*)malloc(20);return para;}

    棧的做法:

char *GetMemory(){char para[20];return para;}

用堆可以執行出結果,棧則不行,出現警告warning C4172: returning address of local variable or temporary。所以在函數內部返回申明定義的地址空間,一旦出了該函數就是無效的,所以不能這樣用。

(4)實驗3是利用函數返回記憶體位址來操作的,如果利用形參返回地址來操作,有下面兩個一錯一對的函數段來比較。主函數是:

#include "stdafx.h"#include <string.h>#include <stdlib.h>void func(char *p){p = (char*)malloc(10);}int main(int argc, char* argv[]){char str[] = "abcde";char *str1 = NULL;func(str1);memcpy(str1,str,strlen(str));str1[strlen(str)] = '\0';printf("%s \n",str1);return 0;}

開始一直以為上面這個是正確的,編譯執行時才發現不通過。關鍵原因是str1是個NULL指標,它不可作為形參出入進行操作。下面一個是正確的:

#include "stdafx.h"#include <string.h>#include <stdlib.h>void func(char **p){*p = (char*)malloc(10);}int main(int argc, char* argv[]){char str[] = "abcde";char *str1 = NULL;func(&str1);memcpy(str1,str,strlen(str));str1[strlen(str)] = '\0';printf("%s \n",str1);return 0;}

str1雖然還是空,但是傳入func的是這個null 指標的記憶體位址,是可以操作。

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