C++中堆棧與函數(shù)如何調(diào)用

這篇文章主要為大家展示了“C++中堆棧與函數(shù)如何調(diào)用”，內(nèi)容簡而易懂，條理清晰，希望能夠幫助大家解決疑惑，下面讓小編帶領(lǐng)大家一起研究并學習一下“C++中堆棧與函數(shù)如何調(diào)用”這篇文章吧。

一 C++程序內(nèi)存分配

1) 在棧上創(chuàng)建。在執(zhí)行函數(shù)時，函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲單元都在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時這些存儲單元自動被釋放。棧內(nèi)存分配運算內(nèi)置于處理器的指令集中，一般使用寄存器來存取，效率很高，但是分配的內(nèi)存容量有限。
2) 從堆上分配，亦稱動態(tài)內(nèi)存分配。程序在運行的時候用malloc或new申請任意多少的內(nèi)存，程序員自己負責在何時用free或delete來釋放內(nèi)存。動態(tài)內(nèi)存的生存期由程序員自己決定，使用非常靈活。
3) 從靜態(tài)存儲區(qū)域分配。內(nèi)存在程序編譯的時候就已經(jīng)分配好，這塊內(nèi)存在程序的整個運行期間都存在。例如全局變量，static變量。
4) 文字常量分配在文字常量區(qū)，程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放。
5）程序代碼區(qū)。

經(jīng)典實例：（代碼來自網(wǎng)絡高手，沒有找到原作者）

Code
#include <string>

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二 三種內(nèi)存對象的比較
　　棧對象的優(yōu)勢是在適當?shù)臅r候自動生成，又在適當?shù)臅r候自動銷毀，不需要程序員操心；而且棧對象的創(chuàng)建速度一般較堆對象快，因為分配堆對象時，會調(diào)用operator new操作，operator new會采用某種內(nèi)存空間搜索算法，而該搜索過程可能是很費時間的，產(chǎn)生棧對象則沒有這么麻煩，它僅僅需要移動棧頂指針就可以了。但是要注意的是，通常?？臻g容量比較小，一般是1MB～2MB，所以體積比較大的對象不適合在棧中分配。特別要注意遞歸函數(shù)中最好不要使用棧對象，因為隨著遞歸調(diào)用深度的增加，所需的?？臻g也會線性增加，當所需?？臻g不夠時，便會導致棧溢出，這樣就會產(chǎn)生運行時錯誤。
　　堆對象創(chuàng)建和銷毀都要由程序員負責，所以，如果處理不好，就會發(fā)生內(nèi)存問題。如果分配了堆對象，卻忘記了釋放，就會產(chǎn)生內(nèi)存泄漏；而如 果已釋放了對象，卻沒有將相應的指針置為NULL，該指針就是所謂的“懸掛指針”，再度使用此指針時，就會出現(xiàn)非法訪問，嚴重時就導致程序崩潰。但是高效的使用堆對象也可以大大的提高代碼質(zhì)量。比如，我們需要創(chuàng)建一個大對象，且需要被多個函數(shù)所訪問，那么這個時候創(chuàng)建一個堆對象無疑是良好的選擇，因為我們通過在各個函數(shù)之間傳遞這個堆對象的指針，便可以實現(xiàn)對該對象的共享，相比整個對象的傳遞，大大的降低了對象的拷貝時間。另外，相比于棧空間，堆的容量要大得多。實際上，當物理內(nèi)存不夠時，如果這時還需要生成新的堆對象，通常不會產(chǎn)生運行時錯誤，而是系統(tǒng)會使用虛擬內(nèi)存來擴展實際的物理內(nèi)存。
　　靜態(tài)存儲區(qū)。所有的靜態(tài)對象、全局對象都于靜態(tài)存儲區(qū)分配。關(guān)于全局對象，是在main()函數(shù)執(zhí)行前就分配好了的。其實，在main()函數(shù)中的顯示代 碼執(zhí)行之前，會調(diào)用一個由編譯器生成的_main()函數(shù)，而_main()函數(shù)會進行所有全局對象的的構(gòu)造及初始化工作。而在main()函數(shù)結(jié)束之 前，會調(diào)用由編譯器生成的exit函數(shù)，來釋放所有的全局對象。比如下面的代碼：

實際上，被轉(zhuǎn)化成這樣：

　　除了全局靜態(tài)對象，還有局部靜態(tài)對象通和class的靜態(tài)成員，局部靜態(tài)對象是在函數(shù)中定義的，就像棧對象一樣，只不過，其前面多了個static關(guān)鍵字。局部靜態(tài)對象的生命期是從其所在函數(shù)第一次被調(diào)用，更確切地說，是當?shù)谝淮螆?zhí)行到該靜態(tài)對象的聲明代碼時，產(chǎn)生該靜態(tài)局部對象，直到整個程序結(jié)束時，才銷毀該對象。class的靜態(tài)成員的生命周期是該class的第一次調(diào)用到程序的結(jié)束。

三 函數(shù)調(diào)用與堆棧

1)編譯器一般使用棧來存放函數(shù)的參數(shù)，局部變量等來實現(xiàn)函數(shù)調(diào)用。有時候函數(shù)有嵌套調(diào)用，這個時候棧中會有多個函數(shù)的信息，每個函數(shù)占用一個連續(xù)的區(qū)域。一個函數(shù)占用的區(qū)域被稱作幀（frame）。同時棧是線程獨立的，每個線程都有自己的棧。例如下面簡單的函數(shù)調(diào)用：

另外函數(shù)堆棧的清理方式?jīng)Q定了當函數(shù)調(diào)用結(jié)束時由調(diào)用函數(shù)或被調(diào)用函數(shù)來清理函數(shù)幀，在VC中對函數(shù)棧的清理方式由兩種：

2) 有了上面的知識為鋪墊，我們下面細看一個函數(shù)的調(diào)用時堆棧的變化：

代碼如下：

Code
int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

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對上面的代碼，我們分為四步，當然我們只畫出了我們的代碼對堆棧的影響，其他的我們假設它們不存在，哈哈!

第一，int *pi = new int(10);   int *pj = new int(20);   int result = 0; 堆棧變化如下：

第二，Add(*pi,*pj);堆棧如下：

第三，將Add的結(jié)果給result，堆棧如下：

第四，delete pi;    delete pj; 堆棧如下：

第五，當main()退出后，堆棧如下，等同于main執(zhí)行前，哈哈！

以上是“C++中堆棧與函數(shù)如何調(diào)用”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內(nèi)容對大家有所幫助，如果還想學習更多知識，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道！