虚拟内存中的每个过程的堆叠、堆积和数据 :

调

其他答案只是避免解释静态分配意味着什么。 所以我会解释三种主要分配形式,以及它们通常与下面的堆积、堆叠和数据段的关系。 我还会在 c/c++ 和 python 中展示一些例子,以帮助人们理解。

静态( 静态分配) 变量没有在堆叠上分配。 不要假设- 许多人只是因为“ 静态” 听起来像“ 堆叠 ” 。 它们实际上既不存在于堆叠中, 也不存在于堆叠中。 它们属于所谓的数据段 。

然而,一般而言,最好考虑“范围”和“终生”,而不是“堆积”和“堆积”。

范围指代码中哪些部分可以访问变量。 我们一般认为本地范围(只能通过当前函数访问)与全球范围(任何地方都可以访问)不同,尽管范围可能变得更加复杂。

当一个变量在程序执行期间被分配和交易时, 其使用寿命值是指变量在程序执行期间被分配和交易。 我们通常会想到静态分配( 在整个程序期间会持续不变, 使得它可用于在多个函数调用中存储相同的信息), 而会想到自动分配( 仅在对函数的单次调用中持续不变, 使得它可用于存储仅在您函数期间使用、 一旦完成即可丢弃的信息) 相对于动态

尽管大多数编译者和口译员在使用堆叠、堆堆堆等方面也采取了类似的做法,但只要行为正确,编译者有时会打破这些公约。例如,由于优化,本地变量可能只存在于登记册中,或者完全删除,即使大多数本地变量存在于堆叠中。正如在几个评论中所指出的,你可以自由实施一个甚至不使用堆叠或堆叠的编译者,但有些则可以使用

i 将提供一些简单的附加说明的 c 代码来说明所有这一切。 学习的最佳方式是在调试器下运行一个程序并观看行为。 如果您喜欢阅读 python, 跳到答案的结尾 :

// Statically allocated in the data segment when the program/DLL is first loaded
// Deallocated when the program/DLL exits
// scope - can be accessed from anywhere in the code
int someGlobalVariable;

// Statically allocated in the data segment when the program is first loaded
// Deallocated when the program/DLL exits
// scope - can be accessed from anywhere in this particular code file
static int someStaticVariable;

// "someArgument" is allocated on the stack each time MyFunction is called
// "someArgument" is deallocated when MyFunction returns
// scope - can be accessed only within MyFunction()
void MyFunction(int someArgument) {

    // Statically allocated in the data segment when the program is first loaded
    // Deallocated when the program/DLL exits
    // scope - can be accessed only within MyFunction()
    static int someLocalStaticVariable;

    // Allocated on the stack each time MyFunction is called
    // Deallocated when MyFunction returns
    // scope - can be accessed only within MyFunction()
    int someLocalVariable;

    // A *pointer* is allocated on the stack each time MyFunction is called
    // This pointer is deallocated when MyFunction returns
    // scope - the pointer can be accessed only within MyFunction()
    int* someDynamicVariable;

    // This line causes space for an integer to be allocated in the heap
    // when this line is executed. Note this is not at the beginning of
    // the call to MyFunction(), like the automatic variables
    // scope - only code within MyFunction() can access this space
    // *through this particular variable*.
    // However, if you pass the address somewhere else, that code
    // can access it too
    someDynamicVariable = new int;


    // This line deallocates the space for the integer in the heap.
    // If we did not write it, the memory would be "leaked".
    // Note a fundamental difference between the stack and heap
    // the heap must be managed. The stack is managed for us.
    delete someDynamicVariable;

    // In other cases, instead of deallocating this heap space you
    // might store the address somewhere more permanent to use later.
    // Some languages even take care of deallocation for you... but
    // always it needs to be taken care of at runtime by some mechanism.

    // When the function returns, someArgument, someLocalVariable
    // and the pointer someDynamicVariable are deallocated.
    // The space pointed to by someDynamicVariable was already
    // deallocated prior to returning.
    return;
}

// Note that someGlobalVariable, someStaticVariable and
// someLocalStaticVariable continue to exist, and are not
// deallocated until the program exits.

一个特别令人印象深刻的例子说明为什么区分寿命和范围很重要,那就是变量可以具有局部范围,但固定寿命——例如,在上文的代码样本中“某些局部可变性”。这些变量可以使我们共同但非正式的命名习惯非常混乱。例如,我们说“本地”通常是指“局部范围自动分配变量”,而我们说“全球范围”通常是指“全球范围静态分配变量”。 不幸的是,当我们说“本地”时,我们通常是指“全球范围的静态分配变量”。

C/c+++中的一些语法选择加剧了这一问题,例如许多人认为全球变数不是“静态”的,

int var1; // Has global scope and static allocation
static int var2; // Has file scope and static allocation

int main() {return 0;}

请注意, 在以上声明中加上关键词“ 静态” 会使 var2 无法具有全球范围。 然而, 全球 val1 具有静态分布 。 这不是直观的 。 因此, 我试图在描述范围时永远不要使用“静态” 一词, 而不是说“ 文件” 或“ 文件有限” 的范围。 但是许多人使用“静态” 或“ 静态范围” 来描述一个变量, 只能从一个代码文件中访问 。 在生命周期中, “ 静态” 总是意指从一个代码文件中访问的变量 。

有些人认为这些概念是c/c++/ 具体化的。 它们不是。 例如,下面的python样本说明了所有三种分配类型(在解释语言方面可能存在一些微妙的差异,我不会进入这里)。

from datetime import datetime

class Animal:
    _FavoriteFood = 'Undefined' # _FavoriteFood is statically allocated

    def PetAnimal(self):
        curTime = datetime.time(datetime.now()) # curTime is automatically allocatedion
        print("Thank you for petting me. But it's " + str(curTime) + ", you should feed me. My favorite food is " + self._FavoriteFood)

class Cat(Animal):
    _FavoriteFood = 'tuna' # Note since we override, Cat class has its own statically allocated _FavoriteFood variable, different from Animal's

class Dog(Animal):
    _FavoriteFood = 'steak' # Likewise, the Dog class gets its own static variable. Important to note - this one static variable is shared among all instances of Dog, hence it is not dynamic!


if __name__ == "__main__":
    whiskers = Cat() # Dynamically allocated
    fido = Dog() # Dynamically allocated
    rinTinTin = Dog() # Dynamically allocated

    whiskers.PetAnimal()
    fido.PetAnimal()
    rinTinTin.PetAnimal()

    Dog._FavoriteFood = 'milkbones'
    whiskers.PetAnimal()
    fido.PetAnimal()
    rinTinTin.PetAnimal()

# Output is:
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.255000, you should feed me. My favorite food is tuna
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.255000, you should feed me. My favorite food is steak
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.255000, you should feed me. My favorite food is steak
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.255000, you should feed me. My favorite food is tuna
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.255000, you should feed me. My favorite food is milkbones
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.256000, you should feed me. My favorite food is milkbones

您可以用堆叠做一些有趣的事情。例如,您有像 Alloca(假设您能够通过关于堆叠使用的大量警告)这样的功能,这是一种形式的中转器,专门用堆叠而不是堆叠来记忆。

也就是说,基于堆叠的内存错误是我经历过的最糟糕的内存错误。 如果您使用堆积内存, 并且越过分配区块的界限, 您有触发断段故障的好机会 。 ( 不是100%: 您的区块可能附带地与先前分配的区块相毗连 。) 但是由于堆叠上创建的变量总是相互连结, 写出边框可以改变另一个变量的值 。 我了解到, 只要我感觉到, 只要我感觉到它, 就会改变另一个变量的值 。

堆叠基本上是一个容易获取的内存,它只是将项目管理成一个 - 井 - 堆叠。只有事先知道其大小的物品才能进入堆叠。数字、字符串、布林恩就是这种情况。堆叠是无法预设准确大小和结构的物品的内存。由于天体和阵列可以在运行时变形和改变,它们必须进入堆叠。

源源代码:academinide

当在加载代码和数据设置后创建进程时, 在数据结束和基于架构的地址空间顶端堆叠后, 启动一个进程, 然后在装入代码和数据设置后启动堆放

当需要更多堆积时, os 将会动态分配, 而堆积块总是几乎毗连

请见 brk ()、 sbrk () 和 ALloca () 系统在 Linux 中调用

最重要的一点是,堆积和堆叠是可分配记忆的方式的通用术语。 它们可以用许多不同的方式加以实施,这些术语适用于基本概念。

在一个堆叠的项目中,项目按放在另一堆的顺序坐在一个上方,您只能删除顶端的(不折叠整个事情)。 堆叠的简单性在于您不需要保存包含分配内存每一部分记录的表格; 您唯一需要的状态信息是到堆叠的尾端的单指针。 要分配和拆分, 您只需要递增和缩减单指针。 注意: 堆叠有时可以简单化 。

这些图像应该做一个相当不错的工作, 描述两种方式 分配和释放记忆 在堆叠和堆积。 yum!

如前所述,堆叠和堆叠是通用的术语,可以多种方式实施。计算机程序通常有一个称为呼叫堆叠的堆叠,存储与当前函数有关的信息,例如指向它从哪个函数中调出的任何函数,以及任何本地变量。因为函数调用其他函数,然后返回,堆叠和堆叠会增长和缩缩,以便从函数中往下保持信息。