C語言中的棧、堆是什么？

C語言中的堆和棧都是一種數(shù)據(jù)項按序排列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

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棧就像裝數(shù)據(jù)的桶或箱子

我們先從大家比較熟悉的棧說起吧，它是一種具有后進(jìn)先出性質(zhì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也就是說后存放的先取，先存放的后取。

這就如同我們要取出放在箱子里面底下的東西（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(jīng)過排序的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個結(jié)點都有一個值。

通常我們所說的堆的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是指二叉堆。堆的特點是根結(jié)點的值最?。ɑ蜃畲螅?，且根結(jié)點的兩個子樹也是一個堆。

由于堆的這個特性，常用來實現(xiàn)優(yōu)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，書架這種機制不同于箱子，我們可以直接取出我們想要的書。

擴展資料：

關(guān)于堆和棧區(qū)別的比喻

使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯，只管點菜（發(fā)出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準(zhǔn)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肴，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：百度百科-堆棧

C語言函數(shù)調(diào)用棧

程序的執(zhí)行過程可看作連續(xù)的函數(shù)調(diào)用。當(dāng)一個函數(shù)執(zhí)行完畢時，程序要回到調(diào)用指令的下一條指令(緊接call指令)處繼續(xù)執(zhí)行。函數(shù)調(diào)用過程通常使用堆棧實現(xiàn)，每個用戶態(tài)進(jìn)程對應(yīng)一個調(diào)用棧結(jié)構(gòu)(call stack)。編譯器使用堆棧傳遞函數(shù)參數(shù)、保存返回地址、臨時保存寄存器原有值(即函數(shù)調(diào)用的上下文)以備恢復(fù)以及存儲本地局部變量。

不同處理器和編譯器的堆棧布局、函數(shù)調(diào)用方法都可能不同，但堆棧的基本概念是一樣的。

寄存器是處理器加工數(shù)據(jù)或運行程序的重要載體，用于存放程序執(zhí)行中用到的數(shù)據(jù)和指令。因此函數(shù)調(diào)用棧的實現(xiàn)與處理器寄存器組密切相關(guān)。

AX(AH、AL)：累加器。有些指令約定以AX(或AL)為源或目的寄存器。輸入/輸出指令必須通過AX或AL實現(xiàn)，例如：端口地址為43H的內(nèi)容讀入CPU的指令為INAL，43H或INAX，43H。目的操作數(shù)只能是AL/AX，而不能是其他的寄存器。 [5]

BX(BH、BL)： 基址寄存器 。BX可用作間接尋址的地址寄存器和 基地址寄存器 ，BH、BL可用作8位通用數(shù)據(jù)寄存器。 [5]

CX(CH、CL)：計數(shù)寄存器。CX在循環(huán)和串操作中充當(dāng)計數(shù)器，指令執(zhí)行后CX內(nèi)容自動修改，因此稱為計數(shù)寄存器。 [5]

DX(DH、DL)：數(shù)據(jù)寄存器。除用作通用寄存器外，在 I/O指令 中可用作端口 地址寄存器 ，乘除指令中用作輔助累加器。 [5]

2.指針和 變址寄存器

BP( Base Pointer Register)：基址指針寄存器。 [5]

SP( Stack Pointer Register)： 堆棧指針寄存器 。 [5]

SI( Source Index Register)：源變址寄存器。 [5]

DI( Destination Index Register)：目的變址寄存器。 [5]

函數(shù)調(diào)用棧的典型內(nèi)存布局如下圖所示：

圖中給出主調(diào)函數(shù)(caller)和被調(diào)函數(shù)(callee)的棧幀布局，"m(%ebp)"表示以EBP為基地址、偏移量為m字節(jié)的內(nèi)存空間(中的內(nèi)容)。該圖基于兩個假設(shè)：第一，函數(shù)返回值不是結(jié)構(gòu)體或聯(lián)合體，否則第一個參數(shù)將位于"12(%ebp)" 處；第二，每個參數(shù)都是4字節(jié)大小(棧的粒度為4字節(jié))。在本文后續(xù)章節(jié)將就參數(shù)的傳遞和大小問題做進(jìn)一步的探討。 此外，函數(shù)可以沒有參數(shù)和局部變量，故圖中“Argument(參數(shù))”和“Local Variable(局部變量)”不是函數(shù)棧幀結(jié)構(gòu)的必需部分。

其中，主調(diào)函數(shù)將參數(shù)按照調(diào)用約定依次入棧(圖中為從右到左)，然后將指令指針EIP入棧以保存主調(diào)函數(shù)的返回地址(下一條待執(zhí)行指令的地址)。進(jìn)入被調(diào)函數(shù)時，被調(diào)函數(shù)將主調(diào)函數(shù)的幀基指針EBP入棧，并將主調(diào)函數(shù)的棧頂指針ESP值賦給被調(diào)函數(shù)的EBP(作為被調(diào)函數(shù)的棧底)，接著改變ESP值來為函數(shù)局部變量預(yù)留空間。此時被調(diào)函數(shù)幀基指針指向被調(diào)函數(shù)的棧底。以該地址為基準(zhǔn)，向上(棧底方向)可獲取主調(diào)函數(shù)的返回地址、參數(shù)值，向下(棧頂方向)能獲取被調(diào)函數(shù)的局部變量值，而該地址處又存放著上一層主調(diào)函數(shù)的幀基指針值。本級調(diào)用結(jié)束后，將EBP指針值賦給ESP，使ESP再次指向被調(diào)函數(shù)棧底以釋放局部變量；再將已壓棧的主調(diào)函數(shù)幀基指針彈出到EBP，并彈出返回地址到EIP。ESP繼續(xù)上移越過參數(shù)，最終回到函數(shù)調(diào)用前的狀態(tài)，即恢復(fù)原來主調(diào)函數(shù)的棧幀。如此遞歸便形成函數(shù)調(diào)用棧。

EBP指針在當(dāng)前函數(shù)運行過程中(未調(diào)用其他函數(shù)時)保持不變。在函數(shù)調(diào)用前，ESP指針指向棧頂?shù)刂?，也是棧底地址。在函?shù)完成現(xiàn)場保護之類的初始化工作后，ESP會始終指向當(dāng)前函數(shù)棧幀的棧頂，此時，若

C程序中如何使用堆棧

先從大家比較熟悉的棧說起，它是一種具有后進(jìn)先出性質(zhì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也就是說后存放的先取，先存放的后取。這就如同要取出放在箱子里面底下的東西（放入的比較早的物體），首先要移開壓在它上面的物體（放入的比較晚的物體）。而堆就不同了，堆是一種經(jīng)過排序的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個結(jié)點都有一個值。通常所說的堆的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是指二叉堆。堆的特點是根結(jié)點的值最?。ɑ蜃畲螅腋Y(jié)點的兩個子樹也是一個堆。由于堆的這個特性，常用來實現(xiàn)優(yōu)先隊列，堆的存取是隨意，這就如同在圖書館的書架上取書，雖然書的擺放是有順序的，但是想取任意一本時不必像棧一樣，先取出前面所有的書，書架這種機制不同于箱子，可以直接取出想要的書。

下面就說說C語言程序內(nèi)存分配中的堆和棧，這里有必要把內(nèi)存分配也提一下，一般情況下程序存放在Rom或Flash中，運行時需要拷到內(nèi)存中執(zhí)行，內(nèi)存會分別存儲不同的信息。

內(nèi)存中的棧區(qū)處于相對較高的地址以地址的增長方向為上的話，棧地址是向下增長的，棧中分配局部變量空間，堆區(qū)是向上增長的用于分配程序員申請的內(nèi)存空間。另外還有靜態(tài)區(qū)是分配靜態(tài)變量，全局變量空間的；只讀區(qū)是分配常量和程序代碼空間的；以及其他一些分區(qū)。來看一個網(wǎng)上很流行的經(jīng)典例子：

main.cpp

int a = 0; 全局初始化區(qū)

char *p1; 全局未初始化區(qū)

main()

{

int b; 棧

char s[] = "abc"; 棧

char *p2; 棧

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

static int c =0； 全局（靜態(tài)）初始化區(qū)

p1 = (char *)malloc(10); 堆

p2 = (char *)malloc(20); 堆

}

堆和棧的第一個區(qū)別就是申請方式不同：棧（英文名稱是stack）是系統(tǒng)自動分配空間的，例如定義一個 char a；系統(tǒng)會自動在棧上為其開辟空間。而堆（英文名稱是heap）則是程序員根據(jù)需要自己申請的空間，例如malloc（10）；開辟十個字節(jié)的空間。由于棧上的空間是自動分配自動回收的，所以棧上的數(shù)據(jù)的生存周期只是在函數(shù)的運行過程中，運行后就釋放掉，不可以再訪問。而堆上的數(shù)據(jù)只要程序員不釋放空間，就一直可以訪問到，不過缺點是一旦忘記釋放會造成內(nèi)存泄露。