堆和栈的概念和数据项插入和删除的区别

作为一个新手，作者对堆和栈的概念总是很模糊。他们认识我，但我只是偶尔见面而没有深厚的友谊。

但是，在计算机领域，堆栈是一个不容忽视的概念，并且堆栈是两个数据结构。堆栈是一种数据结构，其中数据项按顺序排列，并且数据项只能在一端（称为堆栈的顶部）插入和删除。在微控制器应用中，堆栈是一个特殊的存储区，其主要功能是临时存储数据和地址，通常用于保护断点和现场。关键点：堆，先入队列，先进先出（FIFO-先入先出）。堆栈，先进先出（FILO-先进/后出）。

在通常情况下，如果有人将堆栈放在一起，则表示堆栈而不是堆。 。 。 。

它们之间的差异始终使初学者感到困惑。作者本人是，所以我认为有必要对它进行一点整理，至少我心中有一个概念。能力问题，写得不好，对于这个问题，所有的IT BBS和博客都写得很好，每个人都可以学习。百度百科中堆与栈的比较分析：

堆栈空间分配

堆栈（操作系统）：由操作系统自动分配和释放，存储函数参数值，局部变量值等。其操作类似于数据结构中的堆栈。

堆（操作系统）：通常由程序员分配和释放，如果程序员不释放，则OS可能会在程序结束时对其进行回收。分配方法类似于链表。

堆栈缓存方法

堆栈使用第一级缓存。它们通常在被调用时位于存储空间中，并在调用后立即释放。

堆存储在第二级缓存中，生命周期由虚拟机的垃圾收集算法确定（不是一旦成为孤儿就可以回收）。因此，调用这些对象的速度相对较低。

堆栈数据结构的差异

堆（数据结构）：堆可以看作是一棵树，例如：堆排序。

堆栈（数据结构）：先进先出的数据结构。

例如：顺序堆栈AStack的类定义

模板

AStack类{

私人：

int大小； //数组的大小

T * stackArray; //用于存储堆栈元素的数组

int top; //数组元素在堆栈顶部的索引

公开

：

AStack（int MaxStackSize）//构造函数

{size = MaxStackSize; stackArray = new T [MaxStackSize];顶部= -1; }

〜AStack（）{删除[] stackArray;} //析构函数

bool Push（常量T＆项目）； //将元素推到堆栈顶部

布尔流行乐（T＆item）; //从堆栈顶部弹出一个元素

bool Peek（T＆item）常量； //访问堆栈的顶部元素

int IsEmpty（void）const {返回顶部= = -1; }

//检查堆栈是否为空

int IsFull（void）const {返回topsize-1; }

//检查堆栈是否已满

void clear（void）{top-1;} //清除堆栈

};

首先，让我们举个例子：

voidf（）{int * p = newint [5];}

这个简短的句子包括堆和栈。当我们看到新的东西时，我们首先应该认为我们已经分配了一块堆内存。指针p呢？他分配了一块堆栈内存，因此这句话的意思是：指向堆栈内存块的指针p存储在堆栈内存中。程序将首先确定在堆中分配的内存大小，然后调用operatornew分配内存，然后返回该内存的第一个地址并将其放在堆栈上。他在VC6下的汇编代码如下：

00401028push14h

0040102Acalloperatornew（0040106 0)

0040102Faddesp，4

00401032movdwordptr [ebp-8]，eax

00401035moveax，dwordptr [ebp-8]

00401038movdwordptr [ebp-4]，eax

在这里，为了简单起见，我们没有释放内存，那么我们如何释放它呢？是删除吗？ O，错了，应该是delete [] p，这是告诉编译器：我删除了一个数组，VC6将根据相应的cookie信息释放内存。

好的，让我们回到我们的主题：堆和栈有什么区别？作者对此做出了谦逊的结论

主要区别如下：

1、不同的管理方法；

2、空间大小不同；

3、能否产生片段不同；

4、不同的生长方向；

5、不同的分配方法；

6、不同的分配效率；

管理方法：对于堆栈，它是由编译器自动管理的，无需我们手动控制；对于堆，释放由程序员控制，很容易产生内存泄漏。

空间大小：通常，在32位系统中，堆内存可以达到4G空间。从这个角度来看，堆内存几乎是无限的。但是对于堆栈，通常有一定大小的空间。例如，在VC6下，默认堆栈空间大小为1M（似乎是，我记不清楚了）。当然，我们可以修改：

打开项目并按如下所示操作菜单：Project-> Setting-> Link，在Category中选择Output，然后设置最大堆栈大小并提交Reserve。

注：保留的最小值为4Byte；提交保留在虚拟内存的页面文件中。较大的设置将为堆栈打开较大的值，这可能会增加内存开销和启动时间。

碎片问题：对于堆，频繁的new / delete不可避免地会导致内存空间的不连续性，从而导致大量的碎片并降低程序效率。对于堆栈，此问题不存在，因为堆栈是先进先出队列，所以它们是的对应关系，因此永远不会有从堆栈中间弹出的内存块，在弹出之前，在上面的后退堆栈的内容已弹出。有关详细信息，请参阅数据结构。我们在这里不会一一讨论。

增长方向：对于堆来说，增长方向是向上的，即内存地址增加的方向；对于堆栈，其增长方向是向下的，即内存地址减少的方向。

分配方法：堆是动态分配的，并且没有静态分配的堆。堆栈有两种分配方法：静态分配和动态分配。静态分配由编译器完成，例如局部变量的分配。动态分配是由alloca函数分配的，但是堆栈的动态分配与堆不同。他的动态分配由编译器释放，不需要我们手动实现。

分配效率：堆栈是机器系统提供的数据结构，计算机将在底部为堆栈提供支持：分配特殊的寄存器来存储堆栈的地址，而push和pop具有特殊的指令来执行，这决定了堆栈的效率比较高。堆由C / C ++函数库提供。其机制非常复杂。例如，为了分配一块内存，库函数将根据某种算法搜索堆内存的可用性（有关特定算法，请参阅数据结构/操作系统）。如果没有足够的空间（也许（由于过多的内存碎片），可以调用系统函数来增加程序数据段的存储空间，从而有机会分配足够的内存，然后继续返回。显然，堆的效率要比堆的效率低得多。

从这里，我们可以看到，与堆栈相比，由于使用了大量的new / delete，堆可能会导致很多内存碎片；因为没有特殊的系统支持，所以效率很低；因为它可能导致用户模式和核心模式，所以切换和存储应用程序的成本变得更加昂贵。因此，堆栈是程序中使用最广泛的。甚至函数调用也用于完成堆栈。函数调用过程中的参数，返回地址，EBP和局部变量都存储在堆栈中。因此，我们建议所有人都尝试使用堆栈而不是堆。

尽管堆栈具有很多好处，因为与堆相比，它不那么灵活，但有时最好使用堆来分配大量内存空间。

无论是堆还是堆栈，都必须防止发生跨边界现象（除非您有意使之成为跨边界的），因为跨边界的结果是程序崩溃或破坏程序的堆和堆栈结构，导致意外结果，即使在程序运行过程中没有发生上述问题，您仍然必须要小心，也许随时会崩溃，那么调试就很困难了：）

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