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堆栈

什么是堆栈?

在计算机领域,堆栈是一种按序排列数据项的数据结构,只能在栈顶插入和删除数据项。而在单片机应用中,堆栈是一种特定的存储区,能够暂时存放地址和数据。

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什么是堆栈
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什么是堆栈

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在计算机领域,堆栈是一种按序排列数据项的数据结构,只能在栈顶插入和删除数据项。而在单片机应用中,堆栈是一种特定的存储区,能够暂时存放地址和数据。

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堆栈溢出

堆栈溢出

堆栈是一组相同数据类型的组合,具有一定的容量限制,一旦超出这个容量限制,就会发生堆栈溢出。当堆栈的空间已经被数据占满时,再向其中存放数据,就会超出堆栈的容量,此时将会发生上溢;而当堆栈中已经没有数据,此时再从堆栈中取出数据将会发生下溢。堆栈溢出的原因包括堆栈尺寸设置过小、递归调用过深、函数调用层次过深等。

堆栈区别

堆栈区别

堆栈区别_空间分配和管理方式不同

空间分配和管理方式不同

堆一般由程序员控制空间的分配和释放,可以动态扩张或缩减,因此堆的大小不固定。而栈由编译器自动管理,分为动态分配和静态分配。编译器完成静态分配,alloca()函数完成动态分配,并由编译器进行释放。

堆栈区别_申请的空间大小不同

申请的空间大小不同

由于堆由程序员控制分配和释放空间,大小不固定,所以堆获得的空间一般比较大且灵活。栈是一块连续的内存区域,系统会预先规定好栈的最大容量和栈顶的地址,因此能从栈获得的空间较小。

堆栈区别_申请效率不同

申请效率不同

由于堆是程序员分配,所以容易产生碎片且速度较慢,但是使用方便。栈是由系统自动分配,程序员无法控制,但是速度更快。

堆栈区别_内存地址增长方向不同

内存地址增长方向不同

堆是向高地址扩展的数据结构,从内存的低地址向高地址,沿着内存地址增加的方向增长。栈是向低地址扩展的数据结构,增长方向与堆相反,是从内存的高地址向低地址,沿着内存地址减小的方向增长。

堆栈区别_空间分配和管理方式不同

空间分配和管理方式不同

堆一般由程序员控制空间的分配和释放,可以动态扩张或缩减,因此堆的大小不固定。而栈由编译器自动管理,分为动态分配和静态分配。编译器完成静态分配,alloca()函数完成动态分配,并由编译器进行释放。

堆栈区别_申请的空间大小不同

申请的空间大小不同

由于堆由程序员控制分配和释放空间,大小不固定,所以堆获得的空间一般比较大且灵活。栈是一块连续的内存区域,系统会预先规定好栈的最大容量和栈顶的地址,因此能从栈获得的空间较小。

堆栈区别_申请效率不同

申请效率不同

由于堆是程序员分配,所以容易产生碎片且速度较慢,但是使用方便。栈是由系统自动分配,程序员无法控制,但是速度更快。

堆栈区别_内存地址增长方向不同

内存地址增长方向不同

堆是向高地址扩展的数据结构,从内存的低地址向高地址,沿着内存地址增加的方向增长。栈是向低地址扩展的数据结构,增长方向与堆相反,是从内存的高地址向低地址,沿着内存地址减小的方向增长。

堆栈平衡

堆栈平衡

当我们在堆栈中进行操作的时候,压入堆栈的地址可能会在中途发生变化。所以如果要返回父程序,那么在执行 RET 指令前,必须保证 ESP 指向我们之前压入堆栈的地址。如果指向的地址错误,那么堆栈会不平衡,导致程序崩溃。如果我们通过堆栈传入参数,那么就必须要在函数执行完毕之后,平衡由参数导致的堆栈变化。

堆栈的特点

堆栈的特点

堆栈具有如下特点:
-堆栈的存取速度仅次于直接位于 CPU 中的寄存器,存取速度非常快;
-内存大小可以进行动态分配;
-必须确定存在栈中的数据大小与生存期,具备较高的灵活性;
-在读取数据时,按照堆栈指示器中的地址读取数据,会自动减少堆栈指示器中的地址数。

亚马逊云科技在堆栈上的优势

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