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C语言的那些小秘密之堆栈

发表于:2011-8-08 09:50

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 作者:bigloomy(CSDNblog)    来源:51Testing软件测试网采编

  在讲解堆栈之前,我们先要来说说其实我们常说的堆栈是两种数据结构。那么什么是堆什么又是栈呢?

  栈,是硬件。主要作用表现为一种数据结构,是只能在某一端插入和删除的特殊线性表。它按照后进先出的原则存储数据,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)。栈也称为先进后出表。栈可以用来在函数调用的时候存储断点,做递归时要用到栈!

  以上定义是在经典计算机科学中的解释。

  在计算机系统中,栈则是一个具有以上属性的动态内存区域。程序可以将数据压入栈中,也可以将数据从栈顶弹出。在i386机器中,栈顶由称为esp的寄存器进行定位。压栈的操作使得栈顶的地址减小,弹出的操作使得栈顶的地址增大。

  栈在程序的运行中有着举足轻重的作用。最重要的是栈保存了一个函数调用时所需要的维护信息,这常常称之为堆栈帧或者活动记录。堆栈帧一般包含如下几方面的信息:

  1、函数的返回地址和参数

  2、临时变量:包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量。

  堆,是一种动态存储结构,实际上就是数据段中的自由存储区,它是C语言中使用的一种名称,常常用于动态数据的存储分配。堆中存入一数据,总是以2字节的整数倍进行分配,地址向增加方向变动。堆可以不断进行分配直到没有堆空间为止,也可以随时进行释放、再分配,不存在次序问题。

  所谓动态数组是指在程序运行期间确定其大小的,如常用到的动态数组,它们是在程序执行过程中动态进行变化的,即在程序开始部分没有说明大小,只有在程序运行期  间用堆的分配函数为其分配存储空间,分配的大小可根据需要而定,这些数据使用过后,可释放它们占用的堆空间,并可进行再分配。

  堆和栈在使用时相向生长,栈向上生长,即向小地址方向生长,而堆向下增长,即向大地址方向,其间剩余部分是自由空间。使用过程中要防止增长过度而导致覆盖。

  一般的程序我们都是使用小内存模式。

  明白了堆和栈的概念之后我们来看一个面试的c语言题目。代码要相关要求如下所示:

#include <iostream>
using namespace std;
void print()
{
    //这里进行打印arr数组,print不准传参数

}
int main()

    int s=0;
    int ss=0;
    char *str="fdsafdsafdsafdsafdsafdsafdsa";
    char fdsa='f';
    char srt[8];
    int arr[]={32,43,3,567,987,21,56};//数值随即

    print();
    return 0;
}

  刚刚一开始看到这个题目时,你可能有点发懵,心想可能在不传递参数的情况下打印arr数组的内容,但是看看我们的标题就应该知道该题跟栈有关系,在做之前我们先来回顾几个知识点。

  push操作先修改指针,后将信息入栈。

  ESP为堆栈指针,栈顶有ESP寄存器来定位。压栈的操作使得栈顶的地址减小,弹出的操作使得栈顶的地址增大。

  EBP是32位的BP,EBP是基址指针,EBP与BP的关系就像AX与AL、AH的关系一样。BP为基指针寄存器,用它课直接存取堆栈中的数据,他的作用在调用函数时保存ESP,使函数结束时可以正确返回。

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