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内存技术中堆栈溢出原理是什么-创新互联

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堆栈(Stack)是一种抽象数据结构,是一组相同数据类型的组合,所有的操作均在堆栈顶端进行,具有“后进先出”的特性,即最后一个放入堆栈中的物体总是被最先拿出来。堆栈中两个最重要的是PUSH(进栈)和POP(出栈),PUSH操作在堆栈的顶部加入一个元素,POP操作相反,在堆栈顶部移去一个元素,并将堆栈的大小减一。水满则溢,堆栈是有一定容量限制的,当超出了该容量限制,就会发生溢出。

堆栈溢出是什么

内存中的堆与栈

事实上,堆和栈是不同的数据结构概念,堆栈溢出也可细化为堆溢出和栈溢出两种。栈有两个特性:只能从栈的顶端存取数据;数据的存取符合后进先出的原则。所谓后进先出,其实就如同自助餐中餐盘在桌面上一个一个往上叠放,在取用时先拿最上面的餐盘,这是典型的堆栈概念的应用。堆是一种树结构,准确地说是一个完全二叉树。

在内存中,当一个可执行程序被装入到内存时,主要包括两个部分:代码和数据。代码会被装入到内存中的代码区,数据区又由3部分组成:①全局变量:根据其是否有初始值,被装入到内存中的未初始化数据区和初始化数据区;②局部变量:在函数调用发生时存放在栈中;③动态内存空间:在程序运行时申请的动态内存空间存放在堆中。

栈区(stack)是后进先出的结构,向低地址进行扩展,是一块连续的内存区域,栈顶的地址和栈的较大容量是系统预先规定的,只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常来提示栈发生溢出。栈空间是系统自动分配、释放的,存放函数的参数值、局部变量的值等。一般来说,进栈的顺序首先为主函数中的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址先进栈,其次是参数由右往左依次进栈,最后是函数中的局部变量进栈,出栈顺序与进栈顺序相反,对于程序来说,出栈就意味着函数执行完毕,函数空间将被系统完全释放掉。

堆区一般由程序员自己申请,并指明大小,程序最后进行释放,若程序员不释放,程序结束时可能由操作系统回收(注意,如果是C/C++语言,程序不进行对空间回收,而Java语言中有专门的垃圾回收器进行回收),堆区与数据结构中的堆有所不同,分配方式类似于链表。堆区向高地址扩展。

堆栈溢出原理

堆栈溢出是说堆区和栈区的溢出,二者同属于缓冲区溢出。从上面关于堆区和栈区的解释可以看出,一旦程序确定,堆栈内存空间的大小就是固定的,当数据已经把堆栈的空间占满时,再往里面存放数据就会超出容量,发生上溢;当堆栈中的已经没有数据时,再取数据就无法取到了,发生下溢。需要注意的是,栈分为顺序栈和链栈,链栈不会发生溢出,顺序栈会发生溢出。

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