堆和栈概念以及区别

栈作为一种数据结构,是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。它按照先进后出的原则存储数据,先进入的数据被压入栈底,最后的数据在栈顶,需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据(最后一个数据被第一个读出来)。栈具有记忆作用,对栈的插入与删除操作中,不需要改变栈底指针

栈是允许在同一端进行插入和删除操作的特殊线性表。允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶(top),另一端为栈底(bottom);栈底固定,而栈顶浮动;栈中元素个数为零时称为空栈。插入一般称为进栈(PUSH),删除则称为退栈(POP)。栈也称为后进先出表。

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。

堆和栈的区别

栈是由编译器在程序运行时分配的空间,由操作系统维护.堆是由malloc()函数分配的内存块,内存的管理由程序员手动控制,在C语言使用free()函数完成.主要区别有一下几点:
(1)管理方式不同
    程序在运行时栈由操作系统自动管理,无须程序员手工控制;而堆空间的申请、释放工作由程序员控制,容易产生内存泄露.
(2)空间大小不同
    栈是向低地址扩展,是一块连续的内存区域.即栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,当申请的空间超过栈的剩余空间时,将出现栈溢出错误.堆是向高地址扩展,是不连续的内存区域.因为系统是用链表来存储空闲内存地址的,且链表的遍历方向是由低地址高地址.
(3)产生碎片不同
    对于堆来说,频繁的malloc/free势必会造成内存空间的不连续从而造成大量的碎片,使程序效率降低.对于栈来说,一定是连续的物理内存空间.
(4)增长方式不同
    在X86平台上,堆的增长方向是向上,即向着内存地址增加的方向;栈的增长方向是向下的,即向着内存地址减小的方向.
(5)分配方式不同
    堆都是程序中由malloc()函数动态申请分配并由free() 函数释放;栈的分配和释放是由操作系统完成的,栈的动态分配有alloca()函数完成,但是栈的动态分配和堆是不同的,其由编译器进行分配和释放,无须手工完成.
(6)分配效率不同
    栈是系统提供的,操作系统会在底层对栈提供支持:分配专门的寄存器存放栈的地址,压栈出栈都是专门的指令执行.堆则是C函数库提供的,它的机制很复杂,例如为了分配一块内存,则需要操作系统重新整理内存,搜索整理内存空间,这样就有机会分到足够大小的内存,然后返回.显然,堆的效率比栈要低的多. --------------------- 本文来自 FMsunyh 的CSDN 博客 ,全文地址请点击:https://blog.csdn.net/u010006102/article/details/39756443?utm_source=copy

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