C语言栈和堆的区别

简介: C语言栈和堆的区别

栈就像装数据的桶或箱子

我们先从大家比较熟悉的栈说起吧,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。这就如同我们要取出放在箱子里面底下的东西(放入的比较早的物体),我们首先要移开压在它上面的物体(放入的比较晚的物体)。

堆像一棵倒过来的树

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。通常我们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,这就如同我们在图书馆的书架上取书,虽然书的摆放是有顺序的,但是我们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,我们可以直接取出我们想要的书。

0.申请方式和回收方式不同

不知道你是否有点明白了,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,例如我们定义一个 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。还有其他的一些区别我认为网上的朋友总结的不错这里转述一下:

1.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。

也就是说堆会在申请后还要做一些后续的工作这就会引出申请效率的问题。

2.申请效率的比较

根据第0点和第1点可知。

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。

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。

堆和栈的区别可以引用一位前辈的比喻来看出:

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。比喻很形象,说的很通俗易懂,不知道你是否有点收获

相关文章
|
18天前
|
C语言
【数据结构】栈和队列(c语言实现)(附源码)
本文介绍了栈和队列两种数据结构。栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表,遵循“先进后出”原则;队列则在一端插入、另一端删除,遵循“先进先出”原则。文章详细讲解了栈和队列的结构定义、方法声明及实现,并提供了完整的代码示例。栈和队列在实际应用中非常广泛,如二叉树的层序遍历和快速排序的非递归实现等。
95 9
|
19天前
|
程序员 C语言 开发者
pymalloc 和系统的 malloc 有什么区别
pymalloc 和系统的 malloc 有什么区别
|
15天前
|
程序员 C语言 开发者
pymalloc 和系统的 malloc 有什么区别?
pymalloc 和系统的 malloc 有什么区别?
|
1月前
|
存储 C语言
C语言:普通局部变量、普通全局变量、静态局部变量、静态全局变量的区别
C语言中,普通局部变量在函数内部定义,作用域仅限于该函数;普通全局变量在所有函数外部定义,作用域为整个文件;静态局部变量在函数内部定义但生命周期为整个程序运行期;静态全局变量在所有函数外部定义,但仅在定义它的文件内可见。
48 10
|
30天前
|
存储 C语言
C语言:结构体与共用体的区别
C语言中,结构体(struct)和共用体(union)都用于组合不同类型的数据,但使用方式不同。结构体为每个成员分配独立的内存空间,而共用体的所有成员共享同一段内存,节省空间但需谨慎使用。
|
1月前
|
存储 编译器 C语言
C语言函数的定义与函数的声明的区别
C语言中,函数的定义包含函数的实现,即具体执行的代码块;而函数的声明仅描述函数的名称、返回类型和参数列表,用于告知编译器函数的存在,但不包含实现细节。声明通常放在头文件中,定义则在源文件中。
|
1月前
|
存储 C语言
C语言指针与指针变量的区别指针
指针是C语言中的重要概念,用于存储内存地址。指针变量是一种特殊的变量,用于存放其他变量的内存地址,通过指针可以间接访问和修改该变量的值。指针与指针变量的主要区别在于:指针是一个泛指的概念,而指针变量是具体的实现形式。
|
1月前
|
存储 编译器 C语言
C语言:数组名作为类型、作为地址、对数组名取地址的区别
在C语言中,数组名可以作为类型、地址和取地址使用。数组名本身代表数组的首地址,作为地址时可以直接使用;作为类型时,用于声明指针或函数参数;取地址时,使用取地址符 (&),得到的是整个数组的地址,类型为指向该类型的指针。
|
1月前
|
存储 缓存 C语言
C语言:链表和数组有什么区别
C语言中,链表和数组是两种常用的数据结构。数组是一种线性结构,元素在内存中连续存储,通过下标访问,适合随机访问且大小固定的情况。链表由一系列不连续的节点组成,每个节点存储数据和指向下一个节点的指针,适用于频繁插入和删除操作的场景,链表的大小可以动态变化。
|
1月前
|
编译器 C语言
C语言:typedef 和 define 有什么区别
在C语言中,`typedef`和`#define`都是用来创建标识符以简化复杂数据类型或常量的使用,但它们之间存在本质的区别。`typedef`用于定义新的数据类型别名,它保留了数据类型的特性但不分配内存。而`#define`是预处理器指令,用于定义宏替换,既可用于定义常量,也可用于简单的文本替换,但在编译前进行,过度使用可能导致代码可读性下降。正确选择使用`typedef`或`#define`可以提高代码质量和可维护性。