Question

我尝试在执行C ++程序时理解内存管理。我知道在调用函数时，函数框架放在堆栈上。它由该函数的所有局部变量组成。我也知道堆栈是一种数据结构，其组织方式只能访问顶部的数据。那么为什么在该函数内的所有行都可以访问任何局部变量？让我们考虑这个例子：

void function(int a, int b){ //Stack frame of function is placed on stack
a++; //variable a can be incremented
b++; //variable b can be incremented
a++; //variable a can be incremented again
}

因此，假设堆栈在代码的第一行之后以这种方式组织：

Variable a 
----------
Variable b
----------
(...)

所以我假设我可以在函数的第二行访问变量，因为它位于堆栈的顶部，但是我如何才能访问变量b呢？我认为它就像变量a被拉出堆栈所以可以达到变量b。但为什么我可以在代码的下一行中找到变量a？它在上一步中被拉出了堆栈。

Answer 1

您将以上示例混合了粒度级别。

程序的调用堆栈不存储变量，它存储调用帧。变量是调用帧内的子对象（构成其中的大部分数据）。您认为只有顶部的数据才可以访问＆＃34;是正确的，但堆栈顶部的单个对象是整个帧，而不是最新的变量，它包含当前调用的所有变量作为其子字段。由于一个对象是完整可见的，所有这些字段也是如此，因此所有当前调用的局部变量都是如此。

声明＆＃34;只有顶部的数据才可访问＆＃34;保持，因为在调用函数时，调用框架是不可见的，也不是它的任何变量。同样，所有这些变量只是一个对象的子字段，即前一帧。弹出当前帧时，所有这些帧同时再次可见，因为单个顶部对象整体可见。

这些都与内存管理无关。＆＃34;堆栈＆＃34;，用于指代内存，意味着完全超出C ++语言范围的东西，但嵌套函数调用形成的工作方式，如 a＆＃34纯的＃34;堆栈，无论实现如何提供内存。

Answer 2

定义C和C ++的标准不定义“堆栈”或“堆”。编译为物理硬件程序的实现通常将堆栈用于激活帧和局部变量，并使用堆进行动态分配。但是，相关标准根本不需要（因此也不能保证）。

有了这个，你的问题没有提到你感兴趣的平台。因此，我们不知道它的能力，所以讨论变量不是直接在上面的变量有点无意义。访问堆栈。

但是，我们可以考虑一下C for x86的流行实现如何处理这个例子：在函数的开头（函数的“序言”），帧大小只是~~添加到~~从堆栈指针中减去，之后通过相对于帧的间接寻址（堆栈指针或基本指针）访问局部变量。在函数结束时（函数的“结尾”），堆栈指针被恢复为指向返回地址。通常，现代x86编译器不会push或pop来“分配”或访问局部变量。

Answer 3

要查看堆栈的使用方式，请编译代码以进行汇编。您可以使用g++ -S main.c使用g ++执行此操作。

然后，您可以看到堆栈正在做什么。

例如，pushq %rbp移动堆栈指针的位置，movl $1, -12(%rbp)将一个值（在本例中为值1）移动到堆栈顶部后面12个字节的内存位置，{ {1}}将堆栈后面的4个字节的值移动到movl -4(%rbp), %eax寄存器中。

如何在C ++中使用堆栈

3 个答案: