程序在内存存储区介绍

╰+攻爆jí腚メ 2022-06-01 03:05 188阅读 0赞

**一、数据结构中的堆和栈**

**堆**（英语：heap)是计算机科学中一类特殊的数据结构的统称。堆通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。

**堆总是满足下列性质：**  
堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值；  
堆总是一棵完全二叉树。

将根节点最大的堆叫做最大堆或大根堆，根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。常见的堆有二叉堆、斐波那契堆等。

**栈**（stack）又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈，它是把新元素放到栈顶元素的上面，使之成为新的栈顶元素；从一个栈删除元素又称作出栈或退栈，它是把栈顶元素删除掉，使其相邻的元素成为新的栈顶元素。

**线性表**主要由顺序表示或链式表示。在实际应用中，常以栈、队列、字符串等特殊形式使用。

顺序表示指的是用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素，称为线性表的顺序存储结构或顺序映像*（sequential mapping）*。它以“物理位置相邻”来表示线性表中数据元素间的逻辑关系，可随机存取表中任一元素。

链式表示指的是用一组任意的存储单元存储线性表中的数据元素，称为线性表的链式存储结构。它的存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。在表示数据元素之间的逻辑关系时，除了存储其本身的信息之外，还需存储一个指示其直接后继的信息（即直接后继的存储位置），这两部分信息组成数据元素的存储映像，称为结点（node）。它包括两个域；存储数据元素信息的域称为数据域；存储直接后继存储位置的域称为指针域。指针域中存储的信息称为指针或链。

**二、数据在内存中的存放方式**

**栈区（stack）**：由编译器自动分配释放 ，存储函数内部的局部变量的值、函数参数值和自定义对象的引用，是由系统自动分配的，一般速度较快；存储地址是连续且存在有限栈容量，会出现溢出现象。

**堆区（heap）**：一般由程序员手动分配释放或GC(垃圾回收器)管理，通过malloc和new等动态申请内存的语句使用，也需要用户手动回收（或可能在程序结束时OS自动回收），而对于面向对象程序来说，new出来的任何对象，无论是对象内部的成员变量，局部变量，类变量，他们指向的对象都存储在堆内存中（但指针本身存在栈中），一般速度较栈慢；存储地址通常是链式的，内存较大不会溢出。（和数据结构中的堆不同）。

**堆创建对象过程：**堆内存用来存放由 new 创建的对象和数组，在堆中产生了一个数组或者对象时，遍历空闲地址表，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地址表中删除，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。然后在栈中定义一个特殊的变量，让栈中的这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或者对象，引用变量就相当于是为数组或者对象起的一个名称。引用变量是普通的变量，定义时在栈中分配，引用变量在程序运行到其作用域之外后被释放。而数组和对象本身在堆中分配，即使程序运行到使用 new 产生数组或者对象的语句所在的代码块之外，数组和对象本身占据的内存不会被释放，数组和对象在没有引用变量指向它的时候，才变为垃圾，不能在被使用，但仍然占据内存空间不放，在随后的一个不确定的时间被垃圾回收器回收。

![SouthEast][]

1.指针对内存数据有保护作用  
栈可以为它其中的某个内存单元命名，但堆中的每个内存单元都是匿名（这是对数据的保护）的。必须先在堆中申请一个内存单元地址，然后把它的保存在一个指针中，只有该指针才可以访问该内存单元的数据。

2.delete运算符只能删除堆中的空间，删除栈中的空间会导致出错。

**寄存器区**：用来保存栈顶指针和指令指针。

**全局区（静态区）**：全局变量和静态变量是存储在一起的。初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后有系统释放。

**常量区**：常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放。

**程序代码区**：存放函数体的二进制代码。

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