数据结构之堆栈

Posted 2021-02-01 blknemo

堆（heap）

1. 堆通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。堆总是满足下列性质：
   • 堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值；
   • 堆总是一棵完全二叉树。

   根节点最大的堆叫做最大堆、大根堆或大顶堆
   根节点最小的堆叫做最小堆、小根堆或小顶堆
   常见的堆还有二叉堆、斐波那契堆等。

2. 堆是在程序运行时，而不是在程序编译时，申请某个大小的内存空间。即动态分配内存，对其访问和对一般内存的访问没有区别。

3. 堆是应用程序在运行的时候请求操作系统分配给自己内存，一般是申请/给予的过程。

4. 堆是指程序运行时申请的动态内存，而栈只是指一种使用堆的方法(即先进后出)。

栈（stack）

1. 栈又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。

2. 栈就是一个桶，后放进去的先拿出来，它下面本来有的东西要等它出来之后才能出来（先进后出）

3. 栈是操作系统在建立某个进程时或者线程（在支持多线程的操作系统中是线程）为这个线程建立的存储区域，该区域具有FIFO的特性，在编译的时候可以指定需要的Stack的大小。

区别

1. 空间分配
   • 堆（操作系统）： 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式倒是类似于链表。
   • 栈（操作系统）：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。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2. 缓存方式
   • 堆：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。
3. 数据结构
   • 堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序。
   • 栈（数据结构）：一种先进后出，后进先出的数据结构。
4. 存取方式
   • 堆：随意存取。常用来实现优先队列，先进先出。这就如同我们在图书馆的书架上取书，我们可以直接取出我们想要的书
   • 栈：先进后出，后进先出。这就如同我们要取出放在箱子里面底下的东西（放入的比较早的物体），我们首先要移开压在它上面的物体（放入的比较晚的物体）
5. 存储方式
   • 堆：从低地址写到高地址，是不连续的内存区域，如int数组{1, 2, 3 ,4, 5}，存储地址则依次为0, 4, 8, 12, 16
   • 栈：从高地址写到低地址，是一段连续的内存区域，如存储数据1234，存储地址则依次为高地址12，低地址34
     如图：