2020-08-07为什么函数调用要用栈实现

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C++函数调用栈分布详解
dvlinker的技术专栏
10-27 4万+
本文详细讲述C++函数调用时的栈分布情况。
ARMv8 - A64 - 函数调用，内存栈操作
qazw9600的专栏
12-07 1336
【代码】ARMV8 - A64 - 函数调用，内存栈操作。
为什么函数调用要用栈实现？
ran2017的博客
06-14 3822
https://www.zhihu.com/question/34499262“调用栈”（call stack）既可以指具体实现，也可以指一种抽象概念——由“栈帧”（stack frame）或者叫“活动记录”（activation record）构成的栈。函数调用的局部状态之所以用栈来记录是因为这些数据的存活时间满足“后入先出”（LIFO）顺序，而栈的基本操作正好就是支持这种顺序的访问。举例说，...
为什么函数调用要用“栈”来保存临时变量呢？
Hosea_star的博客
08-22 2664
其实不一定非要用栈来保存临时变量，只不过如果这个函数调用符合后进先出的特性，基于栈的数据结构的特性，用它是最顺理成章的选择。 Tips: 从调用函数进入被调用函数，对于数据来说，变化的是什么呢？ 是作用域。所以根本上，只要能保证每进入一个新的函数，都是一个新的作用域就可以。而要实现这个，用栈就非常方便。在进入被调用函数的时候，分配一段栈空间给这个函数的变量，在函数结束的时候，将栈顶复位，正好回到调用函数的作用域内。 ...
什么是栈，为什么函数式编程语言都离不开栈？
qq_65596720的博客
05-18 2139
​ 栈是一种具有特殊访问方式的存储空间，它的特殊性在于，最后进入这个空间的数据，最先出去，可以画图来描述一下这种操作方式。假设有一个盒子和三本书，依次将三本书他们放入盒子中。入栈模拟图​ 现在有一个问题，如果一次只能取一本，我们如何将书从盒子中取出来？​ 显然必须从盒子的最上边开始取，依次取出，和放入的顺序刚好相反。出栈模拟图​ 从程序化的角度来讲，应该有一个标记，这个标记一直指示着盒子最上边的书。入栈和出栈。
汇编调用C函数要设置栈的原因
qingkongyeyue的博客
08-24 1397
转载来源http://www.cnblogs.com/xmphoenix/archive/2012/04/28/2475399.html 一.栈的整体作用 (1)保存现场/上下文 (2)传递参数:汇编代码调用c函数时，需传递参数 (3)保存临时变量: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。 二.为什么汇编代码调用c函数需要设置栈 1.保存现
C语言函数调用栈(一)
02-02
程序的执行过程可看作连续的函数调用。当一个函数执行完毕时，程序要回到调用指令的下一条指令(紧接...因此函数调用栈的实现与处理器寄存器组密切相关。Intel32位体系结构(简称IA32)处理器包含8个四字节寄存器，如下图
C语言函数调用栈基础入门（一）
07-21
资源下载链接为： ...程序运行时可以看作是一系列函数调用的连续...函数调用栈的实现与处理器的寄存器组存在着紧密的联系。以 Intel32 位体系结构（简称 IA32）的处理器为例，它包含有 8 个四字节的寄存器，如下图所示。
C/C++函数调用栈的实现方法
09-04
这个简单的函数调用栈实现可用于模拟基本的脚本解释器中的控制流，它可以在解析表达式、跟踪变量和执行命令时保存和恢复状态。不过，实际的C/C++编译器和运行环境通常会使用更复杂的方法，如使用编译器生成的机器码...
函数调用要用“栈”来保存临时变量原因
aiua81263的博客
11-06 1188
其实，我们不一定非要用栈来保存临时变量，只不过如果这个函数调用符合后进先出的特性，用栈这种数据结构来实现，是最顺理成章的选择。从调用函数进入被调用函数，对于数据来说，变化的是什么呢？ 是作用域。 所以根本上，只要能保证每进入一个新的函数，都是一个新的作用域就可以。 而要实现这个，用栈就非常方便。在进入被调用函数的时候，分配一段栈空间给这个函数的变量，在函数结束的时候，将栈顶复位，正...
栈（stack）简单实现，系统栈是如何保存函数调用信息的？
qq_29882613的博客
08-04 1615
系统栈和栈 自己实现个栈很简单，但是用栈的思想在有时候比较抽象，尤其是在使用系统栈的时候（递归）。栈的主要特点就像是你放很多大木板子在你的收纳盒里，模板放入后，每次只能取走最后放入的模板，是“先入后出”，或者“后入先出”。 稍微谈一下递归：本质上来讲能用数学归纳法证明的数学问题都可以用递归解决，用栈能解决的问题也都能递归解决（废话都是栈）。递归的核心思想在于：在这一阶段，只考虑目前这一小阶段的情况，以及和前/后阶段的联系，随后考虑一个最基础的跳出条件。感觉放这里不太合适，还是以后专门说一说递归吧。 系统栈如
函数调用过程中函数栈详解
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u012218309的博客
08-14 3万+
当进程被加载到内存时，会被分成很多段 代码段：保存程序文本，指令指针EIP就是指向代码段，可读可执行不可写，如果发生写操作则会提示segmentation fault 数据段：保存初始化的全局变量和静态变量，可读可写不可执行 BSS：未初始化的全局变量和静态变量 堆(Heap)：动态分配内存，向地址增大的方向增长，可读可写可执行 栈(Stack)：存放局部变量，函数参数，当前状...
系统栈的工作原理
weixin_30949361的博客
04-12 1181
1.开篇 　　本篇文章着重写的是系统中栈的工作原理，以及函数调用过程中栈帧的产生与释放的过程，有可能名字过大，如果不合适我可以换一个名字，希望大家能够指正，小丁虚心求教！如果有哪里写的不清楚的或者错误的地方请及时更正，小丁再次谢过了。文章里面有错别字，也可能会有好友说寄存器的32、16位的区别其实我感觉这里主要讲的还是些原理性的东西，后续会将文章图片错别字进行调整.（图片里面的posh改为p...
调用递归过程或函数时,处理参数及返回地址为什么要用栈来实现？
Arron475的博客
06-16 7271
问：调用递归过程或函数时，处理参数及返回地址需要用一种称为（ ）的数据结构。 答：栈 参考解析 当在一个函数的运行期间调用另一个函数时，在运行被调用函数之前，系统需要先完成3个操作，即将所有的实参、返回地址等信息传递给被调函数保存； 为被调函数的局部变量分配存储区； 将控制转移到被调函数的入口。 从被调函数返回调用函数之前，系统还要完成3个操作，即保存被调函数的计算结果； 释放被调函数的数据区； 依照被调函数保存的地址将控制转移到调用函数。 当有多个函数构成嵌套调用时，按照"后调用先返回"的原则，..
为什么函数调用用栈
最新发布
11-26
<think> 嗯，用户的问题是关于函数调用为什么使用栈结构。这个问题涉及到计算机系统底层的执行机制，需要从程序执行的基本原理和硬件特性来解释。 用户引用了三份资料，分别是关于函数调用栈的机制、栈帧变化实例以及未优化时的汇编表现。这些材料很好地展示了函数调用时栈的具体操作过程，但用户真正想了解的是背后的设计原因。 从计算机体系结构的角度来看，函数调用使用栈主要有四个核心原因： 首先，函数调用具有后进先出的天然特性。当一个函数调用另一个函数时，必须等被调用函数执行完毕才能继续执行，这种嵌套调用顺序完美匹配栈的特性。比如main调用add函数的情况，add必须完成后main才能继续[^2]。 其次，栈能高效管理局部状态。每次调用函数时，栈帧会保存返回地址、参数、局部变量等信息。以add函数为例，其栈帧就包含了形参a,b和局部变量c[^2]。这些数据的生命周期严格限定在函数执行期间，栈的LIFO特性正好满足这种短期存储需求。 第三，栈支持递归调用。递归函数会多次调用自身，栈能确保每次调用的状态独立存储。例如递归计算阶乘时，每次调用都有独立的参数和返回地址保存在栈上，互不干扰。 最后，硬件对栈有专门优化。几乎所有处理器都有专用寄存器(如x86的RSP/EBP)和指令(PUSH/POP)来高效操作栈内存。引用[3]中rbp的使用就体现了这种硬件支持。 这些设计选择使得栈成为管理函数调用最自然高效的机制。不过用户可能还想了解替代方案，比如寄存器调用约定(fastcall)如何减少栈操作[^1]，或者尾递归优化如何避免栈溢出等问题。 用户应该是计算机相关专业的学生或开发者，正在学习系统底层知识。ta通过具体实例(如add函数)来理解抽象概念，说明偏好直观的学习方式。回答时需要保持技术准确性，同时用示例加强理解。 </think>函数调用使用栈作为核心机制主要源于栈结构的特性和函数调用的本质需求，以下是关键原因： ### 一、函数调用的天然嵌套特性（后进先出） - **嵌套调用链**：函数调用本质是嵌套的（A → B → C），返回时顺序相反（C → B → A），完美匹配栈的**后进先出（LIFO）** 特性。 - **状态保存与恢复**：调用新函数时，当前函数的执行状态（返回地址、寄存器值等）压入栈中；返回时弹出栈顶状态恢复现场[^2][^3]。 *示例*：`main` 调用 `add` 时，`main` 的返回地址和变量被压栈；`add` 返回时栈顶弹出状态，`main` 继续执行[^2]。 ### 二、栈支持动态内存分配 - **自动内存管理**：栈指针（如 x86 的 `RSP`/`ESP`）随函数调用/返回自动移动，无需手动分配/释放内存。 - **高效空间复用**：函数退出时，其栈帧空间立即被回收，供后续调用使用[^1]。 ### 三、隔离函数执行上下文 - **独立栈帧（Stack Frame）**：每次调用生成独立栈帧，包含： ```c +-------------------+ | 局部变量 (如 int c) | <-- add() 的栈帧 +-------------------+ | 返回地址 | +-------------------+ | 参数 (如 a, b) | +-------------------+ | 调用者栈帧 (main) | <-- 栈底方向 +-------------------+ ``` - **作用域隔离**：局部变量仅在栈帧内存活，避免命名冲突（如 `main` 的 `a` 与 `add` 的形参 `a` 互不影响）[^2][^3]。 ### 四、硬件与指令集优化 - **专用寄存器支持**：CPU 提供栈指针（`SP`）、帧指针（`BP`）寄存器，及专用指令（`PUSH`/`POP`/`CALL`/`RET`），硬件级加速栈操作。 - **调用约定标准化**：如 `__cdecl`、`__stdcall` 规范参数传递、栈平衡方式，确保跨函数兼容性[^1]。 ### 五、支持递归调用 - **深度递归可行性**：每次递归调用生成新栈帧，状态独立保存（如阶乘函数 `fact(n)` 调用 `fact(n-1)`）。 - **栈溢出风险**：若递归过深（如未优化的 `fact(100000)`），超出栈空间会导致崩溃，凸显栈的有限性。 ### 总结 函数调用使用栈的核心原因是： **栈的 LIFO 特性完美匹配函数调用/返回的嵌套顺序**，结合硬件支持实现高效、自动化的上下文切换与隔离，同时满足递归等复杂逻辑需求[^1][^2][^3]。 --- **
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