堆和栈的区别

Java把内存划分成两种:一种是栈内存,一种是堆内存。

   在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都在函数的栈内存 中分配。

   当在一段代码块定义一个变量时,Java就在栈中为这个变量分配内存空间,当超过变量的作用域后,Java会自动释放 掉为该变量所分配的内存空间,该内存空间可以立即被另作他用。

  堆内存用来存放由new创建的对象和数组。

  在堆中分配的内存,由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。

   在堆中产生了一个数组或对象后,还可以在栈中定义一个特殊的变量,让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址,栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量。

   引用变量就相当于是为数组或对象起的一个名称,以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或对象。
  
具体的说:
栈与堆都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同,Java自动管理栈和堆,程序员不能直接地设置栈或堆。
      Java的堆是一个运行时数据区,类的(对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立,它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的,堆的优势是可以动态地分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,因为它是在运行时动态分配内存的,Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。
      栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于寄存器 ,栈数据可以共享。但缺点是,存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的,缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量 (,int, short, long, byte, float, double, boolean, char)和对象句柄。
      栈有一个很重要的特殊性,就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义:
int a = 3;
int b = 3;
编译器先处理int a = 3;首先它会在栈中创建一个变量为a的引用,然后查找栈中是否有3这个值,如果没找到,就将3存放进来,然后将a指向3。接着处理int b = 3;在创建完b的引用变量后,因为在栈中已经有3这个值,便将b直接指向3。这样,就出现了a与b同时均指向3的情况。这时,如果再令a=4;那么编译器会重新搜索栈中是否有4值,如果没有,则将4存放进来,并令a指向4;如果已经有了,则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。要注意这种数据的共享与两个对象的引用同时指向一个对象的这种共享是不同的,因为这种情况a的修改并不会影响到b, 它是由编译器完成的,它有利于节省空间。而一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态,会影响到另一个对象引用变量。

String是一个特殊的包装类数据。可以用:
String str = new String("abc");
String str = "abc";
两种的形式来创建,第一种是用new()来新建对象的,它会在存放于堆中。每调用一次就会创建一个新的对象。
而第二种是先在栈中创建一个对String类的对象引用变量str,然后查找栈中有没有存放"abc",如果没有,则将"abc"存放进栈,并令str指向”abc”,如果已经有”abc” 则直接令str指向“abc”。

          比较类里面的数值是否相等时,用equals()方法;当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时,用==,下面用例子说明上面的理论。
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //true
可以看出str1和str2是指向同一个对象的。

String str1 =new String ("abc");
String str2 =new String ("abc");
System.out.println(str1==str2); // false
用new的方式是生成不同的对象。每一次生成一个。
   因此用第二种方式创建多个”abc”字符串,在内存中其实只存在一个对象而已. 这种写法有利与节省内存空间. 同时它可以在一定程度上提高程序的运行速度,因为JVM会自动根据栈中数据的实际情况来决定是否有必要创建新对象。而对于String str = new String("abc");的代码,则一概在堆中创建新对象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要创建新对象,从而加重了程序的负担。
   另一方面, 要注意: 我们在使用诸如String str = "abc";的格式定义类时,总是想当然地认为,创建了String类的对象str。担心陷阱!对象可能并没有被创建!而可能只是指向一个先前已经创建的对象。只有通过new()方法才能保证每次都创建一个新的对象。由于String类的immutable性质,当String变量需要经常变换其值时,应该考虑使用StringBuffer类,以提高程序效率。

java中内存分配策略及堆和栈的比较
2.1 内存分配策略
按照编译原理的观点,程序运行时的内存分配有三种策略,分别是静态的,栈式的,和堆式的.
    静态存储分配是指在编译时就能确定每个数据目标在运行时刻的存储空间需求,因而在编译时就可以给他们分配固定的内存空间.这种分配策略要求程序代码中不允许有可变数据结构(比如可变数组)的存在,也不允许有嵌套或者递归的结构出现,因为它们都会导致编译程序无法计算准确的存储空间需求.


    栈式存储分配也可称为动态存储分配 ,是由一个类似于堆栈的运行栈来实现的.和静态存储分配相反,在栈式存储方案中,程序对数据区的需求在编译时是完全未知的,只有到运行的时候才能够知道,但是规定在运行中进入一个程序模块时,必须知道该程序模块所需的数据区大小才能够为其分配内存.和我们在数据结构所熟知的栈一样,栈式存储分配按照先进后出的原则进行分配。
   静态存储分配要求在编译时能知道所有变量的存储要求,栈式存储分配要求在过程的入口处必须知道所有的存储要求,而堆式存储分配则专门负责在编译时或运行时模块入口处都无法确定存储要求的数据结构的内存分配,比如可变长度串和对象实例.堆由大片的可利用块或空闲块组成,堆中的内存可以按照任意顺序分配和释放.

2.2 堆和栈的比较
   上面的定义从编译原理的教材中总结而来,除静态存储分配之外,都显得很呆板和难以理解,下面撇开静态存储分配,集中比较堆和栈:
   从堆和栈的功能和作用来通俗的比较,堆主要用来存放对象的栈主要是用来执行程序的 .而这种不同又主要是由于堆和栈的特点决定的:
    在编程中,例如C/C++中,所有的方法调用都是通过栈来进行的,所有的局部变量,形式参数都是从栈中分配内存空间的。实际上也不是什么分配,只是从栈顶向上用就行,就好像工厂中的传送带(conveyor belt)一样,Stack Pointer会自动指引你到放东西的位置,你所要做的只是把东西放下来就行.退出函数的时候,修改栈指针就可以把栈中的内容销毁.这样的模式速度最快, 当然要用来运行程序了.需要注意的是,在分配的时候,比如为一个即将要调用的程序模块分配数据区时,应事先知道这个数据区的大小,也就说是虽然分配是在程序运行时进行的,但是分配的大小多少是确定的,不变的,而这个"大小多少"是在编译时确定的,不是在运行时.
   堆是应用程序在运行的时候请求操作系统分配给自己内存,由于从操作系统管理的内存分配,所以在分配和销毁时都要占用时间,因此用堆的效率非常低.但是堆的 优点在于,编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间,也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间,因此,用堆保存数据时会得到更大的灵活性。 事实上,面向对象的多态性,堆内存分配是必不可少的,因为多态变量所需的存储空间只有在运行时创建了对象之后才能确定.在C++中,要求创建一个对象时,只需用 new命令编制相关的代码即可。执行这些代码时,会在堆里自动进行数据的保存. 当然,为达到这种灵活性,必然会付出一定的代价:在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间!这也正是导致我们刚才所说的效率低的原因,看来列宁同志说的好,人的优点往往也是人的缺点,人的缺点往往也是人的优点


2.3 JVM中的堆和栈
   JVM是基于堆栈的虚拟机.JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈.也就是说,对于一个Java程序来说,它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。
我们知道,某个线程正在执行的方法称为此线程的当前方法.我们可能不知道,当前方法使用的帧称为当前帧。当线程激活一个Java方法,JVM就会在线程的 Java堆栈里新压入一个帧。这个帧自然成为了当前帧.在此方法执行期间,这个帧将用来保存参数,局部变量,中间计算过程和其他数据.这个帧在这里和编译原理中的活动纪录的概念是差不多的.
   从Java的这种分配机制来看,堆栈又可以这样理解:堆栈(Stack)是操作系统在建立某个进程时或者线程(在支持多线程的操作系统中是线程)为这个线程建立的存储区域,该区域具有先进后出的特性。
   每一个Java应用都唯一对应一个JVM实例,每一个实例唯一对应一个堆。应用程序在运行中所创建的所有类实例或数组都放在这个堆中,并由应用所有的线程共享.跟C/C++不同,Java中分配堆内存是自动初始化的。Java中所有对象的存储空间都是在堆中分配的,但是这个对象的引用却是在堆栈中分配,也就是说在建立一个对象时从两个地方都分配内存,在堆中分配的内存实际建立这个对象,而在堆栈中分配的内存只是一个指向这个堆对象的指针(引用)而已

内容概要:本文是一篇关于使用RandLANet模型对SensatUrban数据集进行点云语义分割的实战教程,系统介绍了从环境搭建、数据准备、模型训练与测试到精度评估的完整流程。文章详细说明了在Ubuntu系统下配置TensorFlow 2.2、CUDA及cuDNN等深度学习环境的方法,并指导用户下载预处理SensatUrban数据集。随后,逐步讲解RandLANet代码的获取与运行方式,包括训练、测试命令的执行与参数含义,以及如何监控训练过程中的关键指标。最后,教程涵盖测试结果分析、向官方平台提交结果、解读评估报告及可视化效果等内容,并针对常见问题提供解决方案。; 适合人群:具备一定深度学习基础,熟悉Python编程深度学习框架,从事计算机视觉或三维点云相关研究的学生、研究人员及工程师;适合希望动手实践点云语义分割项目的初学者与进阶者。; 使用场景及目标:①掌握RandLANet网络结构及其在点云语义分割任务中的应用;②学会完整部署一个点云分割项目,包括数据处理、模型训练、测试与性能评估;③为参与相关竞赛或科研项目提供技术支撑。; 阅读建议:建议读者结合提供的代码链接密码访问完整资料,在本地或云端环境中边操作边学习,重点关注数据格式要求与训练参数设置,遇到问题时参考“常见问题与解决技巧”部分及时排查。
<think>我们正在讨论C++中区别。根据之前的引用内容,我们可以从多个维度来区分这两者。以下是一个结构清晰的回答: ### C++中区别 在C++中,(Heap)(Stack)是程序运行时内存的两个重要区域,它们在以下方面有显著区别: 1. **分配方式** - ****:由编译器自动分配释放。当函数被调用时,其局部变量(包括固定大小的数组)在上分配;函数返回时,这些内存自动释放。 - ****:由程序员手动分配(使用`new`或`malloc`)释放(使用`delete`或`free`)。如果不释放,会导致内存泄漏。 2. **生命周期** - ****:变量的生命周期与函数调用周期一致。函数结束,变量自动销毁。 - ****:分配的内存块生命周期由程序员控制,直到显式释放或程序结束。 3. **大小限制** - ****:大小有限(通常几MB),超出会导致溢出(Stack Overflow)错误。 - ****:大小受系统可用内存限制,可分配更大内存块。 4. **访问速度** - ****:访问速度快,因为内存分配是连续的(通过指针移动)[^1]。 - ****:访问速度相对慢,因为内存分配是动态的,且可能产生内存碎片。 5. **存储内容** - ****:存储局部变量、函数参数、返回地址等。 - ****:存储动态分配的对象(如使用`new`创建的对象或大数组)。 6. **内存管理开销** - ****:无额外开销,分配/释放仅需移动指针。 - ****:分配/释放需搜索可用内存块,可能引发碎片问题,开销较大[^2]。 ### 代码示例对比 ```cpp #include <iostream> int main() { // 上分配数组 (自动管理) int stack_arr[100]; // 存储上 // 上分配数组 (手动管理) int* heap_arr = new int[1000]; // 存储上 // 使用后必须释放内存 delete[] heap_arr; } ``` > ⚠️ 注意:空间有限,若定义超大数组(如`int arr[1000000]`)可能导致溢出,此时应使用分配。 ### 总结对比表 | 特性 | (Stack) | (Heap) | |--------------|-----------------------------|-------------------------------| | **分配方式** | 编译器自动分配/释放 | 程序员手动分配/释放 | | **生命周期** | 随函数结束自动销毁 | 直到显式释放或程序结束 | | **大小限制** | 较小(通常几MB) | 仅受系统内存限制 | | **访问速度** | 快(连续内存) | 慢(需寻址) | | **碎片问题** | 无 | 可能产生内存碎片 | | **适用场景** | 小型临时数据、局部变量 | 大型数据、动态大小对象 | ### 选择建议 - 优先使用****:数据量小、生命周期短时(如函数内部临时变量)。 - 必须使用****:数据量大(如大数组)、需跨函数存在或大小在运行时确定时。 --- §§相关问题§§ 1. 为什么C++中动态内存分配更容易导致内存泄漏? 2. 如何检测避免溢出问题? 3. C++11的智能指针如何简化内存管理? 4. 的内存地址范围有何典型特征? [^1]: 分配通过移动指针实现,地址连续且无需系统调用 [^2]: 分配需维护空闲内存链表,分配释放可能引发碎片化问题 </think>### C++中区别详解 在C++中,(Heap)(Stack)是两种核心的内存管理机制,它们在内存分配、生命周期管理性能特性上有本质区别: #### 1. **内存分配方式** 💻 | | (Stack) | (Heap) | |----------|--------------------------------|--------------------------------| | **机制** | 💾 编译器自动分配/释放 | ⚙️ 程序员手动分配(`new`/`malloc`) | | **速度** | 极快(仅移动指针)[^1] | 🐢 较慢(需搜索可用内存块) | | **示例** | `int arr[10];` | `int* arr = new int[10];` | #### 2. **生命周期管理** ⏳ | | | | |----------|--------------------------------|--------------------------------| | **释放** | 🔄 函数结束**自动销毁** | 🧩 需手动释放(`delete`/`free`) | | **风险** | ❌ 溢出(大数组崩溃)[^2] | ❗ 内存泄漏(未释放则永久占用) | #### 3. **存储内容与限制** 📦 | | | | |----------|--------------------------------|--------------------------------| | **存储** | 📌 局部变量/函数参数/返回地址 | 📦 动态分配对象/大型数据结构 | | **大小** | 🔒 固定(通常 ≤ 8MB) | 🌐 仅受系统内存限制 | #### 4. **访问效率对比** ⚡ 的访问更快,因为: - 内存地址连续(CPU缓存友好) - 通过寄存器直接寻址 - 无碎片化问题 访问需额外寻址,可能触发缺页中断[^3]。 #### 5. **典型场景对比表** 🔍 | 场景 | 适用性 | 适用性 | |---------------------|------------------|-------------------| | 小型临时数组 | ✅ 优先使用 | ❌ 不必要 | | 10万元素以上大数组 | ❌ 导致溢出 | ✅ 必须使用 | | 跨函数传递数据 | ❌ 生命周期短 | ✅ 持久存在 | | 实时高性能系统 | ✅ 低延迟优势 | ❗ 谨慎使用 | #### 6. **代码示例验证** 🔬 ```cpp #include <iostream> int global[5]; // 全局变量→静态存储区 int main() { int stack_arr[3]; // 存储 int* heap_arr = new int[3]; // 存储 // 地址对比(Linux x64典型输出) std::cout << "地址: " << &stack_arr[0] << "\n"; // 0x7ffd... std::cout << "地址: " << heap_arr << "\n"; // 0x55a1... std::cout << "全局地址: " << global << "\n"; // 0x55a1... delete[] heap_arr; // 必须手动释放! } ``` > 💡 **输出说明**: > - 地址高位(如`0x7ffd...`) > - /全局地址低位(如`0x55a1...`) > - 未释放`heap_arr`将导致内存泄漏! --- ### 关键结论 ✅ 1. ****:自动管理、速度快、容量小,适合**小型临时数据** 2. ****:手动控制、速度慢、容量大,适合**大型/动态数据** 3. **黄金法则**: $$ \text{数据量} > 100KB \quad \Rightarrow \quad \text{必须用} $$ ---
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