内存的堆栈是什么

要点:

堆:顺序随意

栈:先进后出

堆和栈的区别

一、预备知识—程序的内存分配

一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分

1、栈区(stack)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区(heap) — 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。

3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放

4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放

5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
### 堆栈的基本概念 堆栈(Stack)是一种特殊的数据结构,属于线性表的一种。它具有“后进先出”(LIFO, Last In First Out)的特点,即最后被压入堆栈的元素最先被移除[^2]。 #### 定义 堆栈可以视为一种受限的线性表,其所有的插入和删除操作都限定在同一端进行。这一端被称为堆栈的顶部(Top),另一端则称为底部(Bottom)。堆栈通常有两种存储形式:基于数组的顺序存储(顺序栈)和基于链表的链接存储(链式栈)[^3]。 #### 结构组成 在链式栈中,堆栈由节点构成,每个节点包含两部分: - **Data域**:用于保存实际数据。 - **Next指针**:指向下一个节点的位置。 以下是链式栈的一个典型定义[^1]: ```c typedef struct SNode *Stack; struct SNode { ElementType Data; // 数据域 struct SNode *Next; // 指针域 }; ``` 对于顺序栈,则通过固定大小的数组实现,其中需要维护一个变量 `top` 来记录当前堆栈顶部位置[^3]。 --- #### 作用 堆栈作为一种基础且重要的数据结构,在计算机科学中有广泛的应用场景: 1. **函数调用管理** 在程序执行过程中,每当进入一个新的函数时,系统会将其局部变量、参数以及返回地址等信息压入堆栈;当函数结束时再依次弹出这些信息并恢复到之前的状态[^3]。 2. **表达式求值与语法分析** 使用堆栈可以帮助解析复杂的算术表达式或者验证括号匹配等问题。例如,将中缀表达式转化为后缀表达式的过程中需要用到堆栈暂存运算符[^3]。 3. **回溯法支持** 许多搜索算法如深度优先搜索(DFS)依赖于显式的或隐式的堆栈机制来记住路径上的状态以便后续退回到某个分支继续探索其他可能性[^2]。 4. **内存分配策略模拟** 动态内存分配中的某些技术也借鉴了堆栈的思想,比如栈帧的概念就是用来表示每次过程调用所需的一组连续区域[^3]。 5. **逆序处理工具** 当我们需要反转字符串或者其他序列类型的对象时,利用堆栈能够轻松完成这项任务因为它的特性正好满足这种需求模式[^4]。 --- ### 示例代码展示 下面是一个简单的 Python 实现例子展示了如何构建一个基本的功能完备型堆栈类[^4]: ```python class Stack: """堆栈结构类""" def __init__(self): self._items = [] def push(self, item): """向堆栈添加新的元素.""" self._items.append(item) @property def size(self): """获取堆栈内的项目数量.""" return len(self._items) @property def is_empty(self): """检测堆栈是否为空.""" return not bool(self._items) def pop(self): """从堆栈取出最上面的一项.""" if not self.is_empty: return self._items.pop() raise IndexError("Pop from empty stack") def peek(self): """查看但不移除堆栈顶端项的内容.""" if not self.is_empty: return self._items[-1] raise IndexError("Peek at an empty stack") ``` 此段代码提供了关于堆栈的主要操作接口,包括但不限于增加成员(`push`)、减少成员(`pop`)、读取顶部成员而不改变原状(`peek`)等功能,并能查询当前容量(`size`)或是确认是否存在任何待处理条目(`is_empty`)。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值