堆与栈解析

在进行C/C++编程时需要程序员对内存的了解比较精确，经常使用到的内存有以下几种：

栈：由编译器自动分配和释放，存放函数的参数值、局部变量的值，操作方式类似于数据结构中的栈堆：一般由程序员分配和释放，与数据结构中的堆是两码事，操作方式类似于链表

全局区（静态区）：全局变量和静态变量的存储时放在一块的，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静态变量在一块区域，程序结束后由系统释放

文字常量区：常量字符串

程序代码区：程序的二进制代码

用代码解析：

[cpp]view plaincopyprint?

1.int a=0;//全局初始化区

2.char *p1;//全局未初始化区

3.main()

4.{

5.int b;//栈

6.char s[]="aaa";//栈

7.char *p2;//栈

8.char *p3="bbb";//p3在栈，“bbb”在常量区

9.

10. static int c=0;//全局初始化区

11. p1=(char*)malloc(10);//堆

12. strcpy(p1,"123");//123 在常量区

13.}

14.

区别：

1，栈由系统自动分配和释放，堆由程序员申请并释放

2，只要栈的剩余空间大于所申请的空间，系统就分配，否则，报异常

对于堆，操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆节点，然后将该节点从空闲区链表中删除，将该节点的空间分配给程序，若是找到的节点地址空间大于申请的大小，系统会把剩余的节点空间重新添加到内存空闲区链表中

3，对与栈，在window下，栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的区域，栈的大小事2MB，如果申请的空间超过栈的剩余空间，将提示栈溢出

对与堆，是向高地址扩展的数据结构，且不连续，堆的大小受限于计算机系统的虚拟内存，堆获得的空间比较大，也比较灵活

4，申请效率，栈由系统分配，速度快，程序员无法控制。堆由程序员分配，速度慢，容易产生碎片，用起来方便

5，内容，栈在函数调用时，参数由右往左入栈，然后是局部变量，静态变量不入栈出栈时，局部变量先出栈，然后是参数。堆一般用堆的头部用一个字节存放堆的大小，便于delete或者free

对于如下函数：

[cpp]view plaincopyprint?

1.void fun(int param1,int param2,int param3)

2.{

3.int var1=param1;

4.int var2=param2;

5.int var3=param3;

6. {

7.

8. other code;

9.

10. }

11.}

当调用函数时，栈是从高地址向低地址分布，EBP 是栈底指针，ESP是栈顶指针，参数从右往左入栈，先压param3，然后是param2，最后是param3，然后是函数的返回地址入栈，进入函数后函数地址入栈，EBP入栈，然后把ESP值给EBP，再接着是局部变量入栈，即var1入栈，var2入栈，var3入栈，按照声明的顺序存放在EBP-4，EBP-8,EBP-12的位置

函数调用小结：调用一个函数时，先将堆栈原先的基址（EBP）入栈，以保存之前任务的信息。然后将栈顶指针的值赋给EBP，将之前的栈顶作为新的基址（栈底），然后再这个基址上开辟相应的空间用作被调用函数的堆栈。函数返回后，从EBP中可取出之前的ESP值，使栈顶恢复函数调用前的位置；再从恢复后的栈顶可弹出之前的EBP值（已入栈），因为这个值在函数调用前一步被压入堆栈。这样，EBP和ESP就都恢复了调用前的位置，堆栈恢复函数调用前的状态。