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數據結構中的堆棧
c的補充內容
隊列、堆、棧、堆棧的區別
堆棧：先進後出（就像放在箱子的衣服，先放進去的後拿出來）
隊列：先進先出（就像一條路，有一個入口和一個出口，先進去的就可以先出去）
進程中每個線程都有自己的堆棧，這是一段線程創建時保留下的地址區域。我們的“棧內存”即在此。
至於“堆”內存，我個人認爲在未用new定義時，堆應該就是未“保留”未“提交”的自由空間，new的功能是在這些自由空間中保留（並提交）出一個地址範圍。
棧(Stack)是操作系統在建立某個進程時或者線程（在支持多線程的操作系統中是線程）爲這個線程建立的存儲區域，該區域具有FIFO的特性，在編譯的時候可以指定需要的Stack的大小。在編程中，例如C/C++中，所有的局部變量都是從棧中分配內存空間，實際上也不是什麼分配，只是從棧頂向上用就行，在退出函數的時候，只是修改棧指針就可以把棧中的內容銷燬，所以速度最快。
堆（Heap)是應用程序在運行的時候請求操作系統分配給自己內存，一般是申請/給予的過程，C/C++分別用malloc/New請求分配Heap，用free/delete銷燬內存。由於從操作系統管理的內存分配所以在分配和銷燬時都要佔用時間，所以用堆的效率低的多！但是堆的好處是可以做的很大，C/C++對分配的Heap是不初始化的。
在Java中除了簡單類型（int,char等）都是在堆中分配內存，這也是程序慢的一個主要原因。但是跟C/C++不同，Java中分配Heap內存是自動初始化的。在Java中所有的對象（包括int的wrapper Integer）都是在堆中分配的，但是這個對象的引用卻是在Stack中分配。也就是說在建立一個對象時從兩個地方都分配內存，在Heap中分配的內存實際建立這個對象，而在Stack中分配的內存只是一個指向這個堆對象的指針（引用）而已。
堆是在程序運行時，而不是在程序編譯時，申請某個大小的內存空間。即動態分配內存，對其訪問和對一般內存的訪問沒有區別。{堆是指程序運行是申請的動態內存，而棧只是指一種使用堆的方法(即先進後出)。}
棧是先進後出的，但是於堆而言卻沒有這個特性，兩者都是存放臨時數據的地方。 對於堆，我們可以隨心所欲的進行增加變量和刪除變量，不要遵循什麼次序，只要你喜歡。
c語言中的堆棧
一、預備知識—程序的內存分配
一個由C/C++編譯的程序佔用的內存分爲以下幾個部分
1、棧區（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，存放函數的參數值，局部變量的值等。其
操作方式類似於數據結構中的棧。
2、堆區（heap） — 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回
收 。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似於鏈表，呵呵。
3、全局區（靜態區）（static）—，全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的，初始化的
全局變量和靜態變量在一塊區域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另
一塊區域。 - 程序結束後由系統釋放。
4、文字常量區 —常量字符串就是放在這裏的。 程序結束後由系統釋放
5、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。
二、例子程序
這是一個前輩寫的，非常詳細
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化區
char *p1; 全局未初始化區
main()
{
int b; 棧
char s[] = “abc”; 棧
char *p2; 棧
char *p3 = “123456”; 123456/0在常量區，p3在棧上。
static int c =0； 全局（靜態）初始化區
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得來得10和20字節的區域就在堆區。
strcpy(p1, “123456”); 123456/0放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"
優化成一個地方。
}
二、堆和棧的理論知識
2.1申請方式
stack:
由系統自動分配。 例如，聲明在函數中一個局部變量 int b; 系統自動在棧中爲b開闢空
間
heap:
需要程序員自己申請，並指明大小，在c中malloc函數
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如p2 = new char[10];
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
2.2
申請後系統的響應
棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將爲程序提供內存，否則將報異常提示棧溢
出。
堆：首先應該知道操作系統有一個記錄空閒內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，
會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閒結點鏈表
中刪除，並將該結點的空間分配給程序，另外，對於大多數系統，會在這塊內存空間中的
首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。
另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部
分重新放入空閒鏈表中。
2.3申請大小的限制
棧：在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。這句話的意
思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在WINDOWS下，棧的大小是2M（也有
的說是1M，總之是一個編譯時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，將
提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。
堆：堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是由於系統是用鏈表來存儲
的空閒內存地址的，自然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小
受限於計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。
2.4申請效率的比較：
棧由系統自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。
堆是由new分配的內存，一般速度比較慢，而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧是
直接在進程的地址空間中保留一塊內存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。
2.5堆和棧中的存儲內容
棧： 在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可
執行語句）的地址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧
的，然後是函數中的局部變量。注意靜態變量是不入棧的。
當本次函數調用結束後，局部變量先出棧，然後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地
址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。
堆：一般是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。堆中的具體內容由程序員安排。
2.6存取效率的比較
char s1[] = “aaaaaaaaaaaaaaa”;
char *s2 = “bbbbbbbbbbbbbbbbb”;
aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的；
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的；
但是，在以後的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字符串(例如堆)快。
比如：
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = “1234567890”;
char *p =“1234567890”;
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
對應的彙編代碼
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到
edx中，再根據edx讀取字符，顯然慢了。
2.7小結：
堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出：
使用棧就象我們去飯館裏喫飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和喫（使用），喫飽了就
走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自
由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡喫的菜餚，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由
度大。 (經典！)
ROM (Read Only Memory)程序存儲器
ROM全稱Read Only Memory，顧名思義，它是一種只能讀出事先所存的數據的固態半導體存儲器。ROM中所存數據穩定，一旦存儲數據就再也無法將之改變或者刪除，斷電後所存數據也不會消失。其結構簡單，因而常用於存儲各種固化程序和數據。
在單片機中用來存儲程序數據及常量數據或變量數據，凡是c文件及h文件中所有代碼、全局變量、局部變量、‘const’限定符定義的常量數據、startup.asm文件中的代碼（類似ARM中的bootloader或者X86中的BIOS，一些低端的單片機是沒有這個的）通通都存儲在ROM中
快閃存儲器（FLASH MEMORY）
Flash 存儲器（FLASH EEPROM）又稱閃存，快閃。
- 不僅具備電子可擦除可編輯（EEPROM）的性能，
- 還不會斷電丟失數據
- 同時可以快速讀取數據。
它於EEPROM的最大區別是，
- FLASH按扇區（block）操作，
- 而EEPROM按照字節操作。
FLASH的電路結構較簡單，同樣容量佔芯片面積較小，成本自然比EEPROM低，因此適合用於做程序存儲器。
RAM (Random Access Memory)隨機訪問存儲器
RAM又稱隨機存取存儲器，存儲單元的內容可按照需要隨機取出或存入，且存取的速度與存儲單元的位置無關。這種存儲器在斷電時，將丟失其存儲內容，所以主要用於存儲短時間使用的程序。
它主要用來存儲程序中用到的變量。凡是整個程序中，所用到的需要被改寫的量（包括全局變量、局部變量、堆棧段等），都存儲在RAM中。
電錶的例子
- 常規上ROM是用來存儲固化程序的，
- RAM是用來存放數據的。
- 由於FLASH ROM比普通的ROM讀寫速度快，擦寫方便，一般用來存儲用戶程序和需要永久保存的數據。
譬如說，現在家用的電子式電度表，它的內核是一款單片機：
- 該單片機的程序就是存放在ROM裏的。
- 電度表在工作過程中，是要運算數據的，要採集電壓和電流，因此這些值就沒必要永久存儲，就把它放在RAM裏邊。
- 計算完的電度，是需要永久保存的，單片機會定時或者在停電的瞬間將電度數存入到FLASH裏。
參考
https://zhuanlan.zhihu.com/p/38339306
https://www.cnblogs.com/wuaihua/p/7256872.html