- 什么是堆叠和堆叠?
- 他们在电脑记忆中身处何方?
- 它们在多大程度上受到操作系统或语言运行时间的控制?
- 其范围是什么?
- 是什么决定了它们的大小?
- 是什么让一个更快?
当前回答
短短
一个堆叠用于静态内存分配,一个堆叠用于动态内存分配,两者都存储在计算机的内存记录中。
详细细节
堆叠
堆栈是一个“ LIFO ” (最后的, 首先是) 数据结构, 由 CPU 相当密切地管理和优化。 函数每次声明一个新的变量时, 它就会被“ 挤压” 到堆栈。 然后, 每次函数退出, 所有被该函数推到堆栈的变量都会被解开( 也就是说, 它们会被删除 ) 。 一旦一个堆叠变量被解开, 内存区域就会被其他堆叠变量所利用 。
使用堆叠存储变量的优点是存储存储器的内存为您所管理。 您不需要手动分配内存, 也无需在不再需要时解开内存。 此外, 因为 CPU 组织堆叠内存的效率非常高, 读写到堆叠变量的速度非常快 。
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堆肥
您计算机的存储器中, 堆积是一个区域, 没有自动为您管理, 也没有由 CPU 进行严格管理。 它是一个更自由的存储区( 并且更大 ) 。 要在堆积上分配存储器, 您必须使用 C 函数内嵌的 malloc () 或 calloc () 。 一旦您在堆积上分配了存储器, 您就有责任使用自由的( ) 来在不再需要该存储器时处理该存储器 。
如果您不这样做, 您的程序将会有所谓的内存泄漏。 也就是说, 堆堆上的内存仍将被搁置( 并且无法用于其它进程 ) 。 正如我们在调试部分看到的那样, 有一个工具被称为Valgrind Valgrind Valgrind 瓦格林它可以帮助你发现内存漏。
与堆叠不同, 堆积的大小没有变量大小限制( 除了您的计算机的明显物理限制之外 ) 。 堆积的内存读和书写要慢一点, 因为人们必须用指针来访问堆积的内存。 我们很快会讨论指针问题 。
与堆叠不同的是,在堆积上创建的变量可以被任意函数进入,在您的程序中的任何地方。堆积变量在范围上基本上是全球性的。
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堆栈上分配的变量直接存储到内存中, 访问此内存的时间非常快, 程序编译时会处理其分配问题。 当函数或方法调用另一个函数, 转而调用另一个函数等时, 所有这些函数的履行将一直暂停, 直到最后一个函数返回其值。 堆栈总是保留在 LIFO 的顺序中, 最新的保留区块总是要解开的下一个块块。 这样可以非常简单地跟踪堆叠, 从堆叠中释放一个块只是调整一个指针而已 。
堆积上分配的变量的内存在运行时间分配, 访问此内存的时间稍慢一点, 但堆积大小仅受虚拟内存大小的限制。 堆积的元素不互相依赖, 随时可以随机访问。 您可以随时分配块块, 并随时释放它。 这让跟踪堆积中哪些部分在任何特定时间分配或自由, 变得更加复杂 。
如果您确切知道在编译时间之前需要分配多少数据, 您可以使用堆叠, 而它并不太大。 如果您不知道运行时需要多少数据, 或者需要分配很多数据, 您可以使用堆叠 。
在一个多轨情况下, 每串线索将有自己的完全独立的堆叠, 但是它们会共享堆叠 。 堆叠是特定的线条, 堆叠是特定的应用程序 。 堆叠很重要, 在例外处理和丝线处决中需要考虑 。
每一串线索都有堆叠, 而通常应用程序只有一堆(尽管不同类型分配的多堆线索并不罕见) 。
运行时,如果应用程序需要更多堆积,它可以从自由存储中分配内存,如果堆叠需要内存,它可以从为应用程序分配的内存中分配内存。
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它们在多大程度上受到操作系统或语言运行时间的控制?
当线索创建时, OS 会为每个系统级线索分配书架。 通常情况下, OS 会被语言运行时间调用来分配应用程序的堆积 。
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其范围是什么?
上方已经给出了 。
“如果你确切知道在编译时间之前你需要分配多少数据,你可以使用堆叠。它并不太大。如果你不知道运行时你需要多少数据,或者你需要分配很多数据,你可以使用堆叠。”
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是什么决定了每个孩子的大小?
堆叠的大小由OS当创建线索时。 程序启动时会设置堆积的大小, 但随着空间需要, 堆积会变大( 分配器要求操作系统的内存更多 ) 。
是什么让一个更快?
堆叠分配速度要快得多, 因为它实际上所做的就是移动堆叠指针。 使用记忆池, 您可以从堆积分配中获取相似的性能, 但是这伴随着一个稍微增加的复杂性和它自己的头痛。
此外,堆叠对堆积不仅是一种绩效考量;它也告诉你很多关于物体预期寿命的情况。
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其他回答
维基安瑟寄来的
堆堆叠
当函数或方法调用一个函数或方法调用另一个函数,而该函数轮流调用另一个函数等时,所有这些函数的履行将一直暂停,直到最后一个函数返回其值。
此挂起功能调用链是堆叠, 因为堆叠( 功能调用) 中的元素互相依赖 。
在例外情况处理和线索处决中,堆叠很重要。
堆肥
堆积仅仅是存储变量的程序所使用的内存。 堆积( 变数) 元素之间没有相互依存关系, 随时可以随机访问 。
最重要的一点是,堆积和堆叠是记忆分配方法的通用术语,可以多种不同方式加以实施,这些术语适用于基本概念。
在一个堆叠的项目中,项目坐在另一堆的上方,按其放置的顺序排列,你只能删除顶端的项目(不折叠整件事情)。
堆叠的简单性在于您不需要保存包含分配内存每一部分的记录的表格; 您所需要的唯一状态信息是到堆栈尾端的单指针。 要分配和取消分配, 您只需递增和缩减该单指针。 注意: 有时可以安装堆叠, 以开始于内存的顶部, 向下延伸, 而不是向上增长 。
在堆积中,项目放置方式没有特定顺序。您可以按任何顺序接触和删除项目,因为没有明确的“顶部”项目。
高空分配需要完整记录什么是记忆分配,什么是记忆分配,什么不是,以及一些间接维护,以减少碎裂,发现毗连的内存部分大到足以满足要求的大小,等等。 内存可以在离开空闲空间的任何时候进行分配。 有时,内存分配器将执行维护任务,例如通过移动分配的内存或垃圾收集来消除内存的分散性,或者在运行时识别内存不再在范围之内的运行时间并进行分配。
这些图像应该能很好地描述 在堆叠和堆肥中分配和释放记忆的两种方式。
它们在多大程度上受到操作系统或语言运行时间的控制?
如前所述,堆叠和堆叠是一般术语,可以多种方式实施。呼叫堆叠存储与当前函数相关的信息, 如指向它从哪个函数调用, 以及任何本地变量。 因为函数调用其他函数, 然后返回, 堆叠会增长并缩放, 以便从调用堆栈往下更远的函数中保留信息。 一个程序实际上没有运行时间控制; 它由编程语言、 OS 甚至系统架构决定 。
堆积是一个通用术语,用于动态和随机分配的任何内存;即失序。内存通常由操作系统分配,应用程序中调用 API 函数来分配。管理动态分配内存需要相当一部分管理费,通常由所用编程语言或环境的运行时间代码处理。
其范围是什么?
调用堆栈是一个低层次的概念, 以至于它与编程意义上的“ 范围” 无关。 如果您将一些代码拆解, 您将会看到与堆叠部分相对的指针样式引用, 但就更高层次的语言而言, 语言会强制实施它自己的范围规则 。 但是, 堆栈的一个重要方面是, 一旦一个函数返回, 任何本地的函数都会立即从堆叠中解开。 这与您所编程语言是如何工作的有关。 在堆放过程中, 它也很难定义。 范围是由操作系统所暴露的, 但是您的编程语言可能会增加它关于“ 范围” 在您的应用程序中是什么的规则 。 处理器结构和 OS 使用虚拟地址, 处理器可以翻译为物理地址, 并且有页面错误等 。 它们会跟踪哪些页面属于哪个应用程序。 但是, 您从不需要担心这一点, 因为您只是使用你编程语言用于分配和自由记忆的方法, 并检查错误( 如果由于任何原因分配/ 解析失败 ) 。
是什么决定了每个孩子的大小?
同样,它取决于语言、编译器、操作系统和架构。 堆叠通常是预先分配的, 因为根据定义它必须是连续的内存。 语言编译器或操作系统决定其大小。 您不会在堆叠中存储大量数据, 因此它会足够大, 永远不能被充分利用, 除非在无谓的循环( 例如“ 堆叠溢出 ” ) 或其他不寻常的编程决定下。
对于任何可以动态分配的东西来说, 堆积是一个通用的术语。 取决于您看它的方式, 它的大小在不断变化。 在现代的处理器和操作系统中, 它的运作方式是非常抽象的, 所以通常你不需要担心它是如何在内心深处运作的, 除了( 在它允许你使用的语言中) 您不能使用你还没有分配到的记忆或者你已经释放的记忆。
是什么让一个更快?
堆叠速度更快, 因为所有自由内存总是毗连的 。 不需要保存自由内存所有部分的清单, 仅指堆叠当前顶部的单指针。 汇编者通常会将这个指针保存在特殊、 快速的文件中 。登记册登记簿更何况,堆叠上的后续操作通常集中在非常靠近的内存区内,这些内存区在非常低的水平上,对处理器置存的缓存器优化是有好处的。
感谢您一个很好的讨论,但作为一个真正的名人,我想知道指示的保存地点在哪里?在BEGINN的科学家们正在决定两个建筑之间(这里所有东西都被视为DATA和HARVARD,在那里保留了用于指示的记忆区和另一个数据区)。最后,我们用冯纽曼设计,现在一切都被认为是“相同的”。这让我在学习组装时很难接受。https://www.cs.virginia.edu/~evans/cs216/guides/x86.html因为他们谈论 登记册和堆叠指针。
上面的一切都在谈论DATA。我的猜测是,既然一个指令是定义的,有特定的内存足迹,它会放在堆叠上,因此所有在集成中讨论的“那些”登记册都放在堆叠上。 当然,随后的面向对象的编程也带来了指示和数据,并融合到一个动态结构中,现在指示也会被保存在堆叠上?
堆叠堆叠, 堆肥和数据数据数据数据数据虚拟内存中的每个进程 :
简单的说, 堆栈是创建本地变量的地方。 另外, 每次你调用一个子常规, 程序计数器( 指针到下一个机器指令) 和任何重要的登记器, 有时参数会被推到堆叠上。 然后, 子常规内的任何本地变量都会被推到堆叠上( 并在那里使用 ) 。 当子常规完成后, 所有的东西都会从堆叠上跳出来。 PC 和注册数据都会得到并放回原位, 这样您的程序就可以继续其快乐的方式 。
堆积是用( 明确的“ 新 ” 或“ 分配 ” 调用 ” 调用 ) 来分配记忆的动态空间。 它是一个特殊的数据结构, 可以跟踪大小不一的记忆区块及其分配状况 。
在“古典”系统中,内存记录仪被设置得非常清晰,使堆叠指针从记忆的底部开始,堆积指针从顶部开始,它们相互向上发展。如果它们重叠,你就退出内存。虽然这与现代多轨操作系统不起作用。每条线必须有自己的堆叠,并且它们可以动态地生成。
