内存管理---栈、堆

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以C语言为例:
最近研究了一些比较底层的东西,之前也没怎么思量过,在C语言中,内存管理通常涉及两个主要区域:栈(stack)和堆(heap)。这两者用于不同的目标并具有不同的性质。
主要性质

栈(Stack)


  • 存储内容

    • 栈用于存储局部变量、函数参数和返回地点。
    • 每当一个函数被调用时,其局部变量和状态会被压入栈中;当函数结束时,这些信息将从栈中弹出。

  • 管理方式

    • 栈由操作系统自动管理,不需要程序员进行显式的管理。
    • 内存分配和开释速率快,因为其依照“先进后出”(LIFO, Last In, First Out)的原则。

  • 优缺点

    • 优点:快速的访问速率和自动的内存管理。
    • 缺点:栈的大小通常是有限的,由操作系统界说。如果程序过于复杂大概递归过深,大概会导致栈溢出(Stack Overflow)。

堆(Heap)


  • 存储内容

    • 堆用于存储动态分配的内存,即在程序运行时,通过函数如 malloc、calloc 和 realloc 显式哀求的内存块。
    • 通常用于存储需要在多个函数间共享的数据,大概需要在函数调用结束后依然保持的数据。

  • 管理方式

    • 由程序员显式管理,这意味着程序员需要自己哀求(分配)和开释内存。
    • 内存可以在任何时候哀求和开释,生存期由程序控制。

  • 优缺点

    • 优点:机动,可以分配大块内存,而且可以在不同的函数之间传递。
    • 缺点:相对较慢的分配和访问速率。轻易出现内存泄漏(如果程序员忘记开释内存)和内存碎片化。

系统中的作用



  • :由于其管理简单和速率快,栈非常适合短期存活和小规模的数据(例如局部变量和函数调用信息)。
  • :由于其机动性,堆适用于长生命周期和需要在多个程序模块间共享的数据。
在编程实践中,我们通常根据数据的性质和生命周期,恰当选择利用栈或堆以优化性能和内存利用。
其他语言

栈(stack)和堆(heap)这两种内存管理机制不仅在C语言中存在,也在许多其他编程语言中得到了体现。下面是一些常见编程语言及其与栈和堆相关的内存管理特性:
1. C++



  • :局部变量和函数调用信息的存储与C语言雷同。
  • :利用new和delete进办法态内存分配和开释,较强的范例支持和对象构造/析构管理。
2. Java



  • :存储局部变量、方法调用信息和对象的引用。
  • :所有对象实例都在堆上分配,通过垃圾回收机制自动管理内存,不需要显式开释内存。
3. Python



  • :局部变量和函数调用的状态被存储在栈中,随着函数的调用和返回进行管理。
  • :所有对象和数据布局都在堆中分配,Python利用垃圾回收机制来管理内存。
4. JavaScript



  • :函数的调用信息和局部变量在栈上管理。
  • :通过new关键字创建的对象和数组存储在堆中,垃圾回收机制自动管理内存。
5. C#



  • :与Java雷同,局部变量和引用范例的调用信息存储在栈中。
  • :对象和数据布局在堆上分配,接纳垃圾回收系统来管理内存。
6. Ruby



  • :局部变量和方法的调用堆栈。
  • :所有对象和数组均在堆上分配,利用自行管理的垃圾回收机制。
7. Go



  • :局部变量和函数调用信息存储在栈中。
  • :利用new或直接分配复杂数据布局时分配在堆中,内存利用同样由垃圾回收管理。
总结

虽然不同编程语言的实现细节和内存管理机制有所不同,但栈和堆的基本概念险些是通用的。它们都用于处置惩罚程序的内存分配和管理,以支持各种数据布局和编程逻辑。在选择利用栈或堆时,通常需要思量性能、内存利用和数据生命周期。

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络腮胡菲菲

论坛元老
这个人很懒什么都没写!
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