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堆与栈

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2021/04/14 Share

堆与栈

1、数据结构的堆与栈

堆和栈都是一种数据项按序排列的数据结构。

1.1 堆

堆是一种经过排序的树形数据结构,每个结点都有一个值。通常我们所说的堆的数据结构,是指二叉堆。堆的特点是根结点的值最小或最大(小根堆/大根堆),且根结点的子树也是一个堆。由于堆的这个特性,常用来实现优先队列,堆的存取是随意的。

1.2 栈

栈是一种具有先进后出性质的数据结构,仅从容器的一端插入和提取元素。在栈的顶部,进行出栈和入栈操作。

2、堆与栈的区别

2.1 堆栈空间分配

  • 堆:由程序员手动分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。

  • 栈:由操作系统自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。

2.2 申请效率

  • 堆:是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。

  • 栈:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。

2.3 堆栈缓存方式

  • 堆则是存放在二级缓存中,生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定(并不是一旦成为孤儿对象就能被回收)。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

  • 栈使用的是一级缓存, 他们通常都是被调用时处于存储空间中,调用完毕立即释放。

2.4 堆栈数据结构区别

  • 堆:堆可以被看成是一棵树,如:堆排序。

  • 栈:一种先进后出的数据结构。

2.5 申请大小的限制

  • 堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

  • 栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是 一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。

总结

  • 堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。

  • 栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。

参考连接:什么是堆?什么是栈?他们之间有什么区别和联系?

CATALOG
  1. 1. 堆与栈
    1. 1.0.1. 1、数据结构的堆与栈
      1. 1.0.1.1. 1.1 堆
      2. 1.0.1.2. 1.2 栈
    2. 1.0.2. 2、堆与栈的区别
      1. 1.0.2.1. 2.1 堆栈空间分配
      2. 1.0.2.2. 2.2 申请效率
      3. 1.0.2.3. 2.3 堆栈缓存方式
      4. 1.0.2.4. 2.4 堆栈数据结构区别
      5. 1.0.2.5. 2.5 申请大小的限制
    3. 1.0.3. 总结