堆棧在電腦中的物理結構是什麼

『壹』 堆棧是什麼意思

在計算機領域，堆棧是一個不容忽視的概念，但是很多人甚至是計算機專業的人也沒有明確堆棧其實是兩種數據結構。

要點：

堆：順序隨意

棧：先進後出

堆和棧的區別

一、預備知識—程序的內存分配

一個由c/C++編譯的程序佔用的內存分為以下幾個部分

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。其操作方式類似於數據結構中的棧。

2、堆區（heap） — 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似於鏈表，呵呵。

3、全局區（靜態區）（static）—，全局變數和靜態變數的存儲是放在一塊的，初始化的全局變數和靜態變數在一塊區域， 未初始化的全局變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。 - 程序結束後有系統釋放

4、文字常量區 —常量字元串就是放在這里的。 程序結束後由系統釋放

5、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。

二、例子程序

這是一個前輩寫的，非常詳細

//main.cpp

int a = 0; 全局初始化區

char *p1; 全局未初始化區

main()

{

int b; 棧

char s[] = "abc"; 棧

char *p2; 棧

char *p3 = "123456"; 123456\0在常量區，p3在棧上。

static int c =0； 全局（靜態）初始化區

p1 = (char *)malloc(10);

p2 = (char *)malloc(20);

分配得來得10和20位元組的區域就在堆區。

strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。

}

二、堆和棧的理論知識

2.1申請方式

stack:

由系統自動分配。 例如，聲明在函數中一個局部變數 int b; 系統自動在棧中為b開辟空間

heap:

需要程序員自己申請，並指明大小，在c中malloc函數

如p1 = (char *)malloc(10);

在C++中用new運算符

如p2 = (char *)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在棧中的。

2.2

申請後系統的響應

棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將為程序提供內存，否則將報異常提示棧溢出。

堆：首先應該知道操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，

會遍歷該鏈表，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序，另外，對於大多數系統，會在這塊內存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本內存空間。另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閑鏈表中。

2.3申請大小的限制

棧：在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。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，在 WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。

堆：堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是由於系統是用鏈表來存儲的空閑內存地址的，自然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

2.4申請效率的比較：

棧由系統自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。

堆是由new分配的內存，一般速度比較慢，而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活

2.5堆和棧中的存儲內容

棧： 在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的地址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，然後是函數中的局部變數。注意靜態變數是不入棧的。

當本次函數調用結束後，局部變數先出棧，然後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。

堆：一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。

2.6存取效率的比較

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的；

而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的；

但是，在以後的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字元串(例如堆)快。

比如：

#include

void main()

{

char a = 1;

char c[] = "1234567890";

char *p ="1234567890";

a = c[1];

a = p[1];

return;

}

對應的匯編代碼

10: a = c[1];

00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]

0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl

11: a = p[1];

0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]

00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]

00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al

第一種在讀取時直接就把字元串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據edx讀取字元，顯然慢了。

?

2.7小結：

堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出：

使用棧就象我們去飯館里吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等准備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。

使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。

堆和棧的區別主要分：

操作系統方面的堆和棧，如上面說的那些，不多說了。

還有就是數據結構方面的堆和棧，這些都是不同的概念。這里的堆實際上指的就是（滿足堆性質的）優先隊列的一種數據結構，第1個元素有最高的優先權；棧實際上就是滿足先進後出的性質的數學或數據結構。

雖然堆棧，堆棧的說法是連起來叫，但是他們還是有很大區別的，連著叫只是由於歷史的原因。

『貳』 什麼是堆棧堆棧有何作用

在計算機領域，堆棧是一個不容忽視的概念，但是很多人甚至是計算機專業的人也沒有明確堆棧其實是兩種數據結構。堆棧都是一種數據項按序排列的數據結構，只能在一端(稱為棧頂(top))對數據項進行插入和刪除。要點：堆：順序隨意棧：後進先出(Last-In/First-Out).
參考地址：
http://ke..com/view/93201.htm

『叄』 為什麼要用堆棧，什麼是堆棧

堆棧是一種機制，計算機用它來將參量傳遞給函數，也可以用於指向局部函數變數。它的目的是賦予程序一個方便的途徑來訪問特定函數的局部數據，並從函數調用者那邊傳遞信息。堆棧的作用如同一個緩沖區，保存著函數所需要的所有信息。在函數開始的時候產生堆棧，並在結束的時候釋放它。堆棧一般是靜態的，也即意味著一旦在函數的開始創建一個堆棧，那麼堆棧就是不可以改變的。堆棧所保存的數據是可以改變的，但是堆棧的本身一般是不可以改變的。

『肆』 什麼叫堆棧

在計算機領域，堆棧是一個不容忽視的概念，但是很多人甚至是計算機專業的人也沒有明確堆棧其實是兩種數據結構。
堆棧都是一種數據項按序排列的數據結構，只能在一端(稱為棧頂(top))對數據項進行插入和刪除。
要點：
堆：順序隨意
棧：後進先出(Last-In/First-Out)
編輯本段堆和棧的區別
一、預備知識—程序的內存分配
一個由c/C++編譯的程序佔用的內存分為以下幾個部分
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。其操作方式類似於數據結構中的棧。
2、堆區（heap） — 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似於鏈表。
3、全局區（靜態區）（static）—，全局變數和靜態變數的存儲是放在一塊的，初始化的全局變數和靜態變數在一塊區域， 未初始化的全局變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。 - 程序結束後由系統釋放。
4、文字常量區 —常量字元串就是放在這里的。 程序結束後由系統釋放 。
5、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。
二、例子程序
這是一個前輩寫的，非常詳細
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化區
char *p1; 全局未初始化區
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc"; 棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量區，p3在棧上。
static int c =0； 全局（靜態）初始化區
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
}
分配得來得10和20位元組的區域就在堆區。
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。
編輯本段堆和棧的理論知識
1.申請方式

stack:
由系統自動分配。 例如，聲明在函數中一個局部變數 int b; 系統自動在棧中為b開辟空間
heap:
需要程序員自己申請，並指明大小，在c中malloc函數
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如p2 = new char[20];//(char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
2.申請後系統的響應
棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將為程序提供內存，否則將報異常提示棧溢出。
堆：首先應該知道操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，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序，另外，對於大多數系統，會在這塊內存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本內存空間。另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閑鏈表中。
3.申請大小的限制
棧：在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。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，在 WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。
堆：堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是由於系統是用鏈表來存儲的空閑內存地址的，自然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。
4.申請效率的比較
棧由系統自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。
堆是由new分配的內存，一般速度比較慢，而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧,而是直接在進程的地址空間中保留一快內存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活
5.堆和棧中的存儲內容
棧： 在函數調用時，第一個進棧的是主函數中函數調用後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的地址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，然後是函數中的局部變數。注意靜態變數是不入棧的。
當本次函數調用結束後，局部變數先出棧，然後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。
堆：一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。
6.存取效率的比較

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的；
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的；
但是，在以後的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字元串(例如堆)快。
比如：
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
對應的匯編代碼
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字元串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據edx讀取字元，顯然慢了。
7.小結：
堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出：
使用棧就象我們去飯館里吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等准備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。
編輯本段堆和棧的區別主要分：
操作系統方面的堆和棧，如上面說的那些，不多說了。
還有就是數據結構方面的堆和棧，這些都是不同的概念。這里的堆實際上指的就是（滿足堆性質的）優先隊列的一種數據結構，第1個元素有最高的優先權；棧實際上就是滿足先進後出的性質的數學或數據結構。
雖然堆棧，堆棧的說法是連起來叫，但是他們還是有很大區別的，連著叫只是由於歷史的原因。
編輯本段補充
堆棧是一種存儲部件，即數據的寫入跟讀出不需要提供地址，而是根據寫入的順序決定讀出的順序

『伍』 在單片機中什麼是堆棧它的作用是什麼

在單片機應用中，堆棧是個特殊的存儲區，主要功能是暫時存放數據和地址，通常用來保護斷點和現場。在計算機領域，堆棧是一個不容忽視的概念，堆棧是一種數據結構。堆棧都是一種數據項按序排列的數據結構，只能在一端(稱為棧頂(top))對數據項進行插入和刪除。

堆棧是一個特定的存儲區或寄存器，它的一端是固定的，另一端是浮動的。對這個存儲區存入的數據，是一種特殊的數據結構。所有的數據存入或取出，只能在浮動的一端（稱棧頂）進行，嚴格按照「先進後出」的原則存取，位於其中間的元素，必須在其棧上部（後進棧者）諸元素逐個移出後才能取出。在內存儲器（隨機存儲器）中開辟一個區域作為堆棧，叫軟體堆棧；用寄存器構成的堆棧，叫硬體堆棧。

(5)堆棧在電腦中的物理結構是什麼擴展閱讀：

棧的優勢是，存取速度比堆要快，僅次於直接位於CPU中的寄存器。但缺點是，存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。另外，棧數據在多個線程或者多個棧之間是不可以共享的，但是在棧內部多個值相等的變數是可以指向一個地址的，詳見第3點。堆的優勢是可以動態地分配內存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數據。但缺點是，由於要在運行時動態分配內存，存取速度較慢。

『陸』 C語言中的棧、堆是什麼

C語言中的堆和棧都是一種數據項按序排列的數據結構。

棧就像裝數據的桶或箱子

我們先從大家比較熟悉的棧說起吧，它是一種具有後進先出性質的數據結構，也就是說後存放的先取，先存放的後取。

這就如同我們要取出放在箱子裡面底下的東西（放入的比較早的物體），我們首先要移開壓在它上面的物體（放入的比較晚的物體）。

堆像一棵倒過來的樹

而堆就不同了，堆是一種經過排序的樹形數據結構，每個結點都有一個值。

通常我們所說的堆的數據結構，是指二叉堆。堆的特點是根結點的值最小（或最大），且根結點的兩個子樹也是一個堆。

由於堆的這個特性，常用來實現優先隊列，堆的存取是隨意，這就如同我們在圖書館的書架上取書。

雖然書的擺放是有順序的，但是我們想取任意一本時不必像棧一樣，先取出前面所有的書，書架這種機制不同於箱子，我們可以直接取出我們想要的書。

(6)堆棧在電腦中的物理結構是什麼擴展閱讀：

關於堆和棧區別的比喻

使用棧就象我們去飯館里吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等准備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。

使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。

參考資料來源：網路-堆棧

『柒』 什麼是堆棧

堆棧是一種執行「後進先出」演算法的數據結構。

設想有一個直徑不大、一端開口一端封閉的竹筒。有若干個寫有編號的小球，小球的直徑比竹筒的直徑略小。現在把不同編號的小球放到竹筒裡面，可以發現一種規律：先放進去的小球只能後拿出來，反之，後放進去的小球能夠先拿出來。所以「先進後出」就是這種結構的特點。

堆棧就是這樣一種數據結構。它是在內存中開辟一個存儲區域，數據一個一個順序地存入（也就是「壓入——push」）這個區域之中。有一個地址指針總指向最後一個壓入堆棧的數據所在的數據單元，存放這個地址指針的寄存器就叫做堆棧指示器。開始放入數據的單元叫做「棧底」。數據一個一個地存入，這個過程叫做「壓棧」。在壓棧的過程中，每有一個數據壓入堆棧，就放在和前一個單元相連的後面一個單元中，堆棧指示器中的地址自動加1。讀取這些數據時，按照堆棧指示器中的地址讀取數據，堆棧指示器中的地址數自動減 1。這個過程叫做「彈出pop」。如此就實現了後進先出的原則。

堆棧是計算機中最常用的一種數據結構，比如函數的調用在計算機中是用堆棧實現的。
堆棧可以用數組存儲，也可以用以後會介紹的鏈表存儲。
下面是一個堆棧的結構體定義，包括一個棧頂指針，一個數據項數組。棧頂指針最開始指向-1,然後存入數據時，棧頂指針加1，取出數據後，棧頂指針減1。

#define MAX_SIZE 100
typedef int DATA_TYPE;
struct stack
{
DATA_TYPE data[MAX_SIZE];
int top;
};

『捌』 什麼是堆棧

堆棧是一種執行「後進先出」演算法的數據結構。

設想有一個直徑不大、一端開口一端封閉的竹筒。有若干個寫有編號的小球，小球的直徑比竹筒的直徑略小。現在把不同編號的小球放到竹筒裡面，可以發現一種規律：先放進去的小球只能後拿出來，反之，後放進去的小球能夠先拿出來。所以「先進後出」就是這種結構的特點。

堆棧就是這樣一種數據結構。它是在內存中開辟一個存儲區域，數據一個一個順序地存入（也就是「壓入——push」）這個區域之中。有一個地址指針總指向最後一個壓入堆棧的數據所在的數據單元，存放這個地址指針的寄存器就叫做堆棧指示器。開始放入數據的單元叫做「棧底」。數據一個一個地存入，這個過程叫做「壓棧」。在壓棧的過程中，每有一個數據壓入堆棧，就放在和前一個單元相連的後面一個單元中，堆棧指示器中的地址自動加1。讀取這些數據時，按照堆棧指示器中的地址讀取數據，堆棧指示器中的地址數自動減 1。這個過程叫做「彈出pop」。如此就實現了後進先出的原則。

堆棧是計算機中最常用的一種數據結構，比如函數的調用在計算機中是用堆棧實現的。
堆棧可以用數組存儲，也可以用以後會介紹的鏈表存儲。
下面是一個堆棧的結構體定義，包括一個棧頂指針，一個數據項數組。棧頂指針最開始指向-1,然後存入數據時，棧頂指針加1，取出數據後，棧頂指針減1。

『玖』 什麼是堆棧~~~

堆和棧是兩個不同的概念。
堆（heap）上分配的內存，系統不釋放，而且是動態分配的。棧（stack）上分配的內存系統會自動釋放，它是靜態分配的。運行時棧叫堆棧。棧的分配是從內存的高地址向低地址分配的，而堆則相反。由malloc或new分配的內存都是從heap上分配的內存，從heap上分配的內存必須有程序員自己釋放，用free來釋放，否則這塊內存會一直被佔用而得不到釋放，就出現了「內存泄露（Memory Leak）」。這樣會造成系統的可分配內存的越來越少，導致系統崩潰。
堆棧是一種執行「後進先出」演算法的數據結構。
設想有一個直徑不大、一端開口一端封閉的竹筒。有若干個寫有編號的小球，小球的直徑比竹筒的直徑略小。現在把不同編號的小球放到竹筒裡面，可以發現一種規律：先放進去的小球只能後拿出來，反之，後放進去的小球能夠先拿出來。所以「先進後出」就是這種結構的特點。
堆棧就是這樣一種數據結構。它是在內存中開辟一個存儲區域，數據一個一個順序地存入（也就是「壓入——push」）這個區域之中。有一個地址指針總指向最後一個壓入堆棧的數據所在的數據單元，存放這個地址指針的寄存器就叫做堆棧指示器。開始放入數據的單元叫做「棧底」。數據一個一個地存入，這個過程叫做「壓棧」。在壓棧的過程中，每有一個數據壓入堆棧，就放在和前一個單元相連的後面一個單元中，堆棧指示器中的地址自動加1。讀取這些數據時，按照堆棧指示器中的地址讀取數據，堆棧指示器中的地址數自動減 1。這個過程叫做「彈出pop」。如此就實現了後進先出的原則。
而堆棧寄存器就是存放堆棧的寄存器。