一、五大記憶體分區
記憶體分成5個區,它們分别是堆、棧、自由存儲區、全局/靜态存儲區和常量存儲區。
1、棧區(stack):FIFO就是那些由編譯器在需要的時候配置設定,在不需要的時候自動清除的變量的存儲區。裡面的變量通常是局部變量、函數參數等。
2、堆區(heap):就是那些由new配置設定的記憶體塊,它們的釋放編譯器不去管,由我們的應用程式去控制,一般一個new就要對應一個delete。如果程式員沒有釋放掉,那麼在程式結束後,作業系統會自動回收。
3、自由存儲區:就是那些由malloc等配置設定的記憶體塊,它和堆是十分相似的,不過它是用free來結束自己的生命。
4、全局/靜态存儲區:全局變量和靜态變量被配置設定到同一塊記憶體中,在以前的C語言中,全局變量又分為初始化的和未初始化的,在C++裡面沒有這個區分了,他們共同占用同一塊記憶體區。
5、常量存儲區:這是一塊比較特殊的存儲區,它們裡面存放的是常量,不允許修改(當然,你要通過非正當手段也可以修改,而且方法很多)
code/data/stack
記憶體主要分為代碼段,資料段和堆棧。代碼段放程式代碼,屬于隻讀記憶體。資料段存放全局變量,靜态變量,常量等,堆裡存放自己malloc或new出來的變量,其他變量就存放在棧裡,堆棧之間空間是有浮動的。資料段的記憶體會到程式執行完才釋放。調用函數先找到函數的入口位址,然後計算給函數的形參和臨時變量在棧裡配置設定空間,拷貝實參的副本傳給形參,然後進行壓棧操作,函數執行完再進行彈棧操作。字元常量一般放在資料段,而且相同的字元常量隻會存一份。
二、C語言程式的存儲區域
1、由C語言代碼(文本檔案)形成可執行程式(二進制檔案),需要經過編譯-彙編-連接配接三個階段。編譯過程把C語言文本檔案生成彙程式設計式,彙編過程把彙程式設計式形成二進制機器代碼,連接配接過程則将各個源檔案生成的二進制機器代碼檔案組合成一個檔案。
2、C語言編寫的程式經過編譯-連接配接後,将形成一個統一檔案,它由幾個部分組成。在程式運作時又會産生其他幾個部分,各個部分代表了不同的存儲區域:
1)代碼段(Code或Text)
代碼段由程式中執行的機器代碼組成。在C語言中,程式語句執行編譯後,形成機器代碼。在執行程式的過程中,CPU的程式計數器指向代碼段的每一條機器代碼,并由處理器依次運作。
2)隻讀資料段(RO data)
隻讀資料段是程式使用的一些不會被更改的資料,使用這些資料的方式類似查表式的操作,由于這些變量不需要更改,是以隻需要放置在隻讀存儲器中即可。
3)已初始化讀寫資料段(RW data)
已初始化資料是在程式中聲明,并且具有初值的變量,這些變量需要占用存儲器的空間,在程式執行時它們需要位于可讀寫的記憶體區域内,并且有初值,以供程式運作時讀寫。
4)未初始化資料段(BBS)
未初始化資料是在程式中聲明,但是沒有初始化的變量,這些變量在程式運作之前不需要占用存儲器的空間。
5)堆(heap)
堆記憶體隻在程式運作時出現,一般由程式員配置設定和釋放。在具有作業系統的情況下,如果程式沒有釋放,作業系統可能在程式(例如一個程序)結束後會後記憶體。
6)棧(statck)
堆記憶體隻在程式運作時出現,在函數内部使用的變量,函數的參數以及傳回值将使用棧空間,棧空間由編譯器自動配置設定和釋放。
3、代碼段、隻讀資料段、讀寫資料段、未初始化資料段屬于靜态區域,而堆和棧屬于動區域。代碼段、隻讀資料段和讀寫資料段将在連接配接之後産生,未初始化資料段将在程式初始化的時候開辟,而對堆和棧将在程式餓運作中配置設定和釋放。
4、C語言程式分為映像和運作時兩種狀态。在編譯-連接配接後形成的映像中,将隻包含代碼段(Text)、隻讀資料段(R0 Data)和讀寫資料段(RW Data)。在程式運作之前,将動态生成未初始化資料段(BSS),在程式的運作時還将動态生成堆(Heap)區域和棧(Stack)區域。
注:
1、一般來說,在靜态的映像檔案中,各個部分稱之為節(Section),而在運作時的各個部分稱之為段(Segment)。如果不詳細區分,統稱為段。
2、C語言在編譯連接配接後,将生成代碼段(TEXT),隻讀資料段(RO Data)和讀寫資料段(RW Data)。在運作時,除了上述三個區域外,還包括未初始化資料段(BBS)區域和堆(heap)區域和棧(Stack)區域。
三、C語言程式的段
1、段的分類
每一個源程式生成的目标代碼将包含源程式所需要表達的所有資訊和功能。目标代碼中各段生成情況如下:
1)代碼段(Code)
代碼段由程式中的各個函數産生,函數的每一個語句将最終經過編譯和彙編生成二進制機器代碼
2)隻讀資料段(RO Data)
隻讀資料段由程式中所使用的資料産生,該部分資料的特點在運作中不需要改變,是以編譯器會将資料放入隻讀的部分中。C語言的一些文法将生成隻讀資料資料段。
2、隻讀資料段(RO Data)
隻讀資料段(RO Data)由程式中所使用的資料産生,該部分資料的特點是在運作中不需要改變,是以編譯器會将資料放入隻讀的部分中。以下情況将生成隻讀資料段。
1)隻讀全局變量
定義全局變量const char a[100]=”abcdefg”将生成大小為100個位元組的隻讀資料區,并使用字元串“abcdefg”初始化。如果定義為const char a[]=”abcdefg”,沒有指定大小,将根據“abcdefgh”字串的長度,生成8個位元組的隻讀資料段。
2)隻讀局部變量
例如:在函數内部定義的變量const char b[100]=”9876543210”;其初始化的過程和全局變量。
3)程式中使用的常量
例如:在程式中使用printf("informationn”),其中包含了字串常量,編譯器會自動把常量“information n”放入隻讀資料區。
注:在const char a[100]={“ABCDEFG”}中,定義了100個位元組的資料區,但是隻初始化了前面的8個位元組(7個字元和表示結束符的‘0’)。在這種用法中,實際後面的位元組米有初始化,但是在程式中也不能寫,實際上沒有任何用處。是以,在隻讀資料段中,一般都需要做完全的的初始化。
3、讀寫資料段(RW Data)
讀寫資料段表示了在目标檔案中一部分可以讀也可以寫的資料區,在某些場合它們又被稱為已初始化資料段。這部分資料段和代碼,與隻讀資料段一樣都屬于程式中的靜态區域,但是具有科協的特點。
1)已初始化全局變量
例如:在函數外部,定義全局的變量char a[100]=”abcdefg”
2)已初始化局部靜态變量
例如:在函數中定義static char b[100]=”9876543210”。函數中由static定義并且已經初始化的資料和數組将被編譯為讀寫資料段。
說明:
讀寫資料區的特點是必須在程式中經過初始化,如果隻有定義,沒有初始值,則不會生成讀寫資料區,而會定義為未初始化資料區(BSS)。如果全局變量(函數外部定義的變量)加入static修飾符,寫成static char a[100]的形式,這表示隻能在檔案内部使用,而不能被其他檔案使用。
4、未初始化資料段(BSS)
未初始化資料段常被稱之為BSS(英文名為Block start by symbol的縮寫)。與讀寫資料段類似,它也屬于靜态資料區。但是該段中資料沒有經過初始化。是以它隻會在目标檔案中被辨別,而不會真正稱為目标檔案中的一個段,該段将會在運作時産生。未初始化資料段隻有在運作的初始化階段才會産生,是以它的大小不會影響目标檔案的大小。
四、在C語言的程式中,對變量的使用需要注意的問題
1、在函數體中定義的變量通常是在棧上,不需要在程式中進行管理,由編譯器處理。
2、用malloc,calloc,realoc等配置設定配置設定記憶體的函數所配置設定的記憶體空間在堆上,程式必須保證在使用後使用後freee釋放,否則會發生記憶體洩漏。
3、所有函數體外定義的是全局變量,加了static修飾符後的變量不管在函數内部或者外部存放在全局區(靜态區)。
4、使用const定義的變量将放于程式的隻讀資料區。
說明:
在C語言中,可以定義static變量:在函數體内定義的static變量隻能在該函數體内有效;在所有函數體外定義的static變量,也隻能在該檔案中有效,不能在其他源檔案中使用;對于沒有使用 static修飾的全局變量,可以在其他的源檔案中使用。這些差別是編譯的概念,即如果不按要求使用變量,編譯器會報錯。使用static 和沒使用static修飾的全局變量最終都将放置在程式的全局去(靜态去)。
五、程式中段的使用
C語言中的全局區(靜态區),實際上對應着下述幾個段:
隻讀資料段:RO Data
讀寫資料段:RW Data
未初始化資料段:BSS Data
一般來說,直接定義的全局變量在未初始化資料區,如果該變量有初始化則是在已初始化資料區(RW Data),加上const修飾符将放置在隻讀區域(RO Data).
例如:
const char ro[ ]=”this is a readonlydata”; //隻讀資料段,不能改變ro數組中的内容,ro存放在隻讀資料段。
char rw1[ ]=”this is global readwrite data”; //已初始化讀寫資料段,可以改變數組rw1中的内容。應為數值/是指派不是把”this is global readwrite data” 位址給了rw1,不能改變char rw1[ ]=”this is global readwrite data”; //已初始化讀寫資料段,可以改變數組rw1中的内容。應為數值/是指派不是把”this is global readwrite data” 位址給了rw1,不能改變”this is global readwrite data”的數值。因為起是文字常量放在隻讀資料段中
char bss_1[100];//未初始化資料段
const char *ptrconst = “constant data”; //”constant data”放在隻讀資料段,不能改變ptrconst中的值,因為其是位址指派。ptrconst指向存放“constant data”的位址,其為隻讀資料段。但可以改變ptrconst位址的數值,因其存放在讀寫資料段中。
執行個體講解:
int main( )
{
short b;//b放置在棧上,占用2個位元組
char a[100];//需要在棧上開辟100個位元組,a的值是其首位址
char s[]=”abcde”;
//s在棧上,占用4個位元組,“abcde”本身放置在隻讀資料存儲區,占6位元組。s是一個位址
//常量,不能改變其位址數值,即s++是錯誤的。
char *p1;//p1在棧上,占用4個位元組
char *p2 ="123456";//"123456"放置在隻讀資料存儲區,占7個位元組。p2在棧上,p2指向的内容不能更
//改,但是p2的位址值可以改變,即p2++是對的。
static char bss_2[100]; //局部未初始化資料段
static int c=0 ; //局部(靜态)初始化區
p1 = (char *)malloc(10*sizeof(char)); //配置設定的記憶體區域在堆區
strcpy(p1,”xxx”); //”xxx”放置在隻讀資料存儲區,占5個位元組
free(p1); //使用free釋放p1所指向的記憶體
return 0;
}
說明:
1、隻讀資料段需要包括程式中定義的const型的資料(如:const char ro[]),還包括程式中需要使用的資料如“123456”。對于const char ro[]和const char * ptrconst的定義,它們指向的記憶體都位于隻讀資料據區,其指向的内容都不允許修改。差別在于前者不允許在程式中修改ro的值,後者允許在程式中修改ptrconst本身的值。對于後者,改寫成以下的形式,将不允許在程式中修改ptrconst本身的值:
const char * const ptrconst = “const data”;
2、讀寫資料段包含了已經初始化的全局變量static char rw1[]以及局部靜态變量static char
rw2[]。rw1和rw2的差别在于編譯時,是在函數内部使用的還是可以在整個檔案中使用。對于前者,static修飾在于控制程式的其他檔案時候可以通路rw1變量,如果有static修飾,将不能在其他的C語言源檔案中使用rw1,這種影響針對編譯-連接配接的特性,但無論有static,變量rw1都将被放置在讀寫資料段。對于後者rw2,它是局部的靜态變量,放置在讀寫資料區;如果不使用static修飾,其意義将完全改變,它将會是開辟在棧空間局部變量,而不是靜态變量。
3、未初始化資料段,事例1中的bss_1[100]和 bss_2[200]在程式中代表未初始化的資料段。其差別在于前者是全局的變量,在所有檔案中都可以使用;後者是局部的變量,隻在函數内部使用。未初始化資料段不設定後面的初始化數值,是以必須使用數值指定區域的大小,編譯器将根據大小設定BBS中需要增加的長度。
4、棧空間包括函數中内部使用的變量如short b和char a[100],以及char *p1中p1這個變量的值。
1)變量p1指向的記憶體建立在堆空間上,堆空間隻能在程式内部使用,但是堆空間(例如p1指向的記憶體)可以作為傳回值傳遞給其他函數處理。
2)棧空間主要用于以下3類資料的存儲:
a、函數内部的動态變量
b、函數的參數
c、函數的傳回值
3)棧空間主要的用處是供函數内部的動态變量使用,變量的空間在函數開始之前開辟,在函數退出後由編譯器自動回收。看一個例:
int main( )
{
char *p = "tiger";
p[1] = 'I';
p++;
printf("%sn",p);
}
編譯後提示:段錯誤
分析:
char *p = "tiger";系統在棧上開辟了4個位元組存儲p的數值。"tiger"在隻讀存儲區中存儲,是以"tiger"的内容不能改變,*p="tiger",表示位址指派,是以,p指向了隻讀存儲區,是以改變p指向的内容會引起段錯誤。但是因為p是存放在棧上,是以p的數值是可以改變的,是以p++是正确的。
六、const的使用
1、前言:
const是一個C語言的關鍵字,它限定一個變量不允許被改變。使用const在一定程式上可以提高程式的健壯性,另外,在觀看别人代碼的時候,清晰了解const所起的作用,對了解别人的程式有所幫助。
2、const變量和常量
1)const修飾的變量,其值存放在隻讀資料段中,其值不能被改變。稱為隻讀變量。
其形式為 const int a=5;此處可以用a代替5
2)常量:其也存在隻讀資料段中,其數值也不能被改變。其形式為"abc" ,5
3、const 變量和const限定的内容,先看一個事例:
typedef char* pStr;
int main( )
{
char string[6] = “tiger”;
const char *p1 = string;
const pStr p2 = string;
p1++;
p2++;
printf(“p1=%snp2=%sn”,p1,p2);
}
程式經過編譯後,提示錯誤為
error:increment of read-only variable ‘p2’
1)const 使用的基本形式為:const char m;
//限定m 不可變
2)替換1式中的m,const char *pm;
//限定*pm不可變,當然pm是可變的,是以p1++是對的。
3)替換1式中的char,const newType m;
//限定m不可變,問題中的pStr是一種新類型,是以問題中p2不可變,p2++是錯誤的。
4、const 和指針
類型聲明中const用來修飾一個常量,有如下兩種寫法:
1)const在前面
const int nValue;//nValue是const
const char *pContent;//*pContent是const,pConst可變
const (char *)pContent;//pContent是const,*pContent可變
char *const pContent;//pContent是const,*pContent可變
const char * const pContent;//pContent和*pContent都是const
2)const 在後面與上面的聲明對等
int const nValue;// nValue是const
char const *pContent;//*pContent是const, pContent可變
(char *) constpContent;//pContent是const, *pContent可變
char* const pContent;// pContent是const, *pContent可變
char const* const pContent;//pContent和*pContent都是const
說明:const和指針一起使用是C語言中一個很常見的困惑之處,下面是兩天規則:
1)沿着*号劃一條線,如果const位于*的左側,則const就是用來修飾指針所指向的變量,即指針指向為常量;如果const位于*的右側,const就是修飾指針本身,即指針本身是常量。你可以根據這個規則來看上面聲明的實際意義,相信定會一目了然。
2)對于const (char *) ; 因為char *是一個整體,相當于一個類型(如char),是以,這是限定指針是const。
七、單片機C語言中的data,idata,xdata,pdata,code
從資料存儲類型來說,8051系列有片内、片外程式存儲器,片内、片外資料存儲器,片内程式存儲器還分直接尋址區和間接尋址類型,分别對應code、data、xdata、idata以及根據51系列特點而設定的pdata類型,使用不同的存儲器,将使程式執行效率不同,在編寫C51程式時,最好指定變量的存儲類型,這樣将有利于提高程式執行效率(此問題将在後面專門講述)。與ANSI-C稍有不同,它隻分SAMLL、COMPACT、LARGE模式,各種不同的模式對應不同的實際硬體系統,也将有不同的編譯結果。
在51系列中data,idata,xdata,pdata的差別:
data:固定指前面0x00-0x7f的128個RAM,可以用acc直接讀寫的,速度最快,生成的代碼也最小。
idata:固定指前面0x00-0xff的256個RAM,其中前128和data的128完全相同,隻是因為通路的方式不同。idata是用類似C中的指針方式通路的。彙編中的語句為:mox ACC,@Rx.(不重要的補充:c中idata做指針式的通路效果很好)
xdata:外部擴充RAM,一般指外部0x0000-0xffff空間,用DPTR通路。
pdata:外部擴充RAM的低256個位元組,位址出現在A0-A7的上時讀寫,用movx ACC,@Rx讀寫。這個比較特殊,而且C51好象有對此BUG,建議少用。但也有他的優點,具體用法屬于中級問題,這裡不提。
單片機C語言unsigned char code table[]code 是什麼作用?
code的作用是告訴單片機,我定義的資料要放在ROM(程式存儲區)裡面,寫入後就不能再更改,其實是相當與彙編裡面的尋址MOVX(好像是),因為C語言中沒辦法較長的描述存入的是ROM還是RAM(寄存器),是以在軟體中添加了這一個語句起到代替彙編指令的作用,對應的還有data是存入RAM的意思。
程式可以簡單的分為code(程式)區,和data (資料)區,code區在運作的時候是不可以更改的,data區放全局變量和臨時變量,是要不斷的改變的,cpu從code區讀取指令,對data區的資料進行運算處理,是以code區存儲在什麼媒體上并不重要,象以前的計算機程式存儲在卡片上,code區也可以放在rom裡面,也可以放在ram裡面,也可以放在flash裡面(但是運作速度要慢很多,主要讀flash比讀ram要費時間),是以一般的做法是要将程式放到flash裡面,然後load到 ram裡面運作的;DATA區就沒有什麼選擇了,肯定要放在RAM裡面,放到rom裡面改動不了。
bdata如何使用它呢?
若程式需要8個或者更多的bit變量,如果你想一次性給8個變量指派的話就不友善了,(舉個例子說說它的友善之處,想更深入的了解請在應用中自己琢磨)又不可以定義bit數組,隻有一個方法
char bdata MODE;
sbit MODE_7 = MODE^7;
sbit MODE_6 = MODE^6;
sbit MODE_5 = MODE^5;
sbit MODE_4 = MODE^4;
sbit MODE_3 = MODE^3;
sbit MODE_2 = MODE^2;
sbit MODE_1 = MODE^1;
sbit MODE_0 = MODE^0;
8個bit變量MODE_n 就定義好了
這是定義語句,Keilc 的特殊資料類型。記住一定要是sbit
不能 bit MODE_0 = MODE^0;
指派語句要是這麼寫C語言就視為異或運算。
Flash相對單片機裡的RAM屬于外部存取器,雖其結構位置裝在單片機中,其實xdata是放在相對RAM的外面,而flash正是相對RAM外面。
inta變量定義在内部RAM,xdatainta定義在外部RAM或flash,uchar codea定義在flash。
uchar code duma[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0x00}; //共陰的數位管段選,P2口要取的數值
若定義 uchar aa[5],aa[5]中的内容是存放在資料存儲區(RAM)中的,在程式運作工程中各個數組元素的值可以被修改,掉電後aa[5]中的資料無法儲存。
若定義 uchar code bb[5]中的内容是存放在程式存儲區(如flash)中的,隻有在燒寫程式時,才能改變bb[5]中的各元素的值,在程式運作工程中無法修改,并且掉電後bb[5]中的資料不消失。
八、C語言中堆和棧的差別
C語言程式經過編譯連接配接後形成編譯、連接配接後形成的二進制映像檔案由棧、堆、資料段(由三部分部分組成:隻讀資料段,已經初始化讀寫資料段,未初始化資料段即BBS)和代碼段組成,如下圖所示:
1、棧區(stack):由編譯器自動配置設定釋放,存放函數的參數值,局部變量等值。其操作方式類似于資料結構中的棧。
2、堆區(heap):一般由程式員配置設定釋放,若程式員不釋放,則可能會引起記憶體洩漏。注堆和資料結構中的堆棧不一樣,其類是與連結清單。
3、程式代碼區:存放函數體的二進制代碼。
4、資料段:由三部分組成:
1)隻讀資料段:
隻讀資料段是程式使用的一些不會被更改的資料,使用這些資料的方式類似查表式的操作,由于這些變量不需要更改,是以隻需要放置在隻讀存儲器中即可。一般是const修飾的變量以及程式中使用的文字常量一般會存放在隻讀資料段中。
2)已初始化的讀寫資料段:
已初始化資料是在程式中聲明,并且具有初值的變量,這些變量需要占用存儲器的空間,在程式執行時它們需要位于可讀寫的記憶體區域内,并且有初值,以供程式運作時讀寫。在程式中一般為已經初始化的全局變量,已經初始化的靜态局部變量(static修飾的已經初始化的變量)
3)未初始化段(BSS):
未初始化資料是在程式中聲明,但是沒有初始化的變量,這些變量在程式運作之前不需要占用存儲器的空間。與讀寫資料段類似,它也屬于靜态資料區。但是該段中資料沒有經過初始化。未初始化資料段隻有在運作的初始化階段才會産生,是以它的大小不會影響目标檔案的大小。在程式中一般是沒有初始化的全局變量和沒有初始化的靜态局部變量。
堆和棧的差別
1、申請方式
(1)棧(satck):由系統自動配置設定。例如,聲明在函數中一個局部變量int b;系統自動在棧中為b開辟空間。
(2)堆(heap):需程式員自己申請(調用malloc,realloc,calloc),并指明大小,并由程式員進行釋放。容易産生memory leak.
eg:charp;
p = (char *)malloc(sizeof(char));//但是,p本身是在棧中。
2、申請大小的限制
1)棧:在windows下棧是向底位址擴充的資料結構,是一塊連續的記憶體區域(它的生長方向與記憶體的生長方向相反)。棧的大小是固定的。如果申請的空間超過棧的剩餘空間時,将提示overflow。
2)堆:堆是高位址擴充的資料結構(它的生長方向與記憶體的生長方向相同),是不連續的記憶體區域。這是由于系統使用連結清單來存儲空閑記憶體位址的,自然是不連續的,而連結清單的周遊方向是由底位址向高位址。堆的大小受限于計算機系統中有效的虛拟記憶體。
3、系統響應:
1)棧:隻要棧的空間大于所申請空間,系統将為程式提供記憶體,否則将報異常提示棧溢出。
2)堆:首先應該知道作業系統有一個記錄空閑記憶體位址的連結清單,但系統收到程式的申請時,會周遊該連結清單,尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點,然後将該結點從空閑連結清單中删除,并将該結點的空間配置設定給程式,另外,對于大多數系統,會在這塊記憶體空間中的首位址處記錄本次配置設定的大小,這樣,代碼中的free語句才能正确的釋放本記憶體空間。另外,找到的堆結點的大小不一定正好等于申請的大小,系統會自動的将多餘的那部分重新放入空閑連結清單中。
說明:對于堆來講,對于堆來講,頻繁的new/delete勢必會造成記憶體空間的不連續,進而造成大量的碎片,使程式效率降低。對于棧來講,則不會存在這個問題,
4、申請效率
1)棧由系統自動配置設定,速度快。但程式員是無法控制的
2)堆是由malloc配置設定的記憶體,一般速度比較慢,而且容易産生碎片,不過用起來最友善。
5、堆和棧中的存儲内容
1)棧:在函數調用時,第一個進棧的主函數中後的下一條語句的位址,然後是函數的各個參數,參數是從右往左入棧的,然後是函數中的局部變量。注:靜态變量是不入棧的。
當本次函數調用結束後,局部變量先出棧,然後是參數,最後棧頂指針指向最開始存的位址,也就是主函數中的下一條指令,程式由該點繼續執行。
2)堆:一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。
6、存取效率
1)堆:char *s1=”hellowtigerjibo”;是在編譯是就确定的
2)棧:char s1[]=”hellowtigerjibo”;是在運作時指派的;用數組比用指針速度更快一些,指針在底層彙編中需要用edx寄存器中轉一下,而數組在棧上讀取。
補充:
棧是機器系統提供的資料結構,計算機會在底層對棧提供支援:配置設定專門的寄存器存放棧的位址,壓棧出棧都有專門的指令執行,這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C++函數庫提供的,它的機制是很複雜的,例如為了配置設定一塊記憶體,庫函數會按照一定的算法(具體的算法可以參考資料結構/作業系統)在堆記憶體中搜尋可用的足夠大小的空間,如果沒有足夠大小的空間(可能是由于記憶體碎片太多),就有可能調用系統功能去增加程式資料段的記憶體空間,這樣就有機會分到足夠大小的記憶體,然後進行傳回。顯然,堆的效率比棧要低得多。
7、配置設定方式:
1)堆都是動态配置設定的,沒有靜态配置設定的堆。
2)棧有兩種配置設定方式:靜态配置設定和動态配置設定。靜态配置設定是編譯器完成的,比如局部變量的配置設定。動态配置設定由alloca函數進行配置設定,但是棧的動态配置設定和堆是不同的。它的動态配置設定是由編譯器進行釋放,無需手工實作。