堆栈是否必要？

Question

我对堆栈/堆的有限理解是将引用类型放到堆上（动态分配），并将值类型放在堆栈上。

理论上（如在理论机器，编译器，编程语言中），堆栈是必需的吗？难道不能将所有内存放在堆上吗？

Answer 1

理论上，你可以这样做。在实践中，它将是一个巨大的性能杀手。

在＆＃34;黑客＆＃34;，Steven Levy讲述了这个故事。麻省理工学院，几十年前，在硬件堆栈之前，写一个＆＃34;十进制打印＆＃34; 50条指令中的例行程序是黑客的圣杯。有人终于到了那儿。不久之后，一台新机器出现了，具有类似的指令集，除了它包括一条新指令，PUSHJ，Push Return Address和Jump。 PUSHJ将返回地址压入堆栈，而不是将其存储在绝对存储器位置（或寄存器中：相同 - 如果需要调用其他东西，则必须存储寄存器SOMEWHERE）。使用PUSHJ，十进制打印可以用10条指令写入。

现代RISC理论避免使用堆栈指令支持寄存器，并迫使程序员（或者更可能是编译器）在每次调用时在软件中实现PUSHJ。这是一个性能损失，无论如何削减它，因为你将支付在软件中操作堆栈指针的额外成本（指令提取，寄存器杂耍，寄存器增量/减量）。

Answer 2

堆栈随着内容的增加而增长，并随着内容的移除而缩小。因此，在堆栈上分配内容非常非常高效。这是一个简单的移动“堆栈”的字节数量。

相反，堆分配很昂贵。那和系统还必须处理内存碎片。

堆栈的缺点当然是它的大小有限。但是，由于在堆栈上推送和弹出东西的速度和效率，它使它成为调用函数和从函数返回的理想选择。