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栈的工作原理

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栈的工作原理

栈是一种特殊的数据结构，在其中元素的插入和删除操作仅在栈的一端进行。栈遵循"先进后出"（LIFO）的原则，即最后放入栈的元素最先被取出。

栈的工作原理可以简单概括为以下步骤：

1. 初始化：创建一个空栈。

2. 入栈：将元素依次插入到栈的顶部，也称作"压栈"或"推入"。

3. 出栈：从栈的顶部移除元素，也称作"弹出"。

4. 栈顶指针：栈顶指针指向当前栈顶元素。初始时，栈为空，栈顶指针指向无效位置。

5. 栈空判断：通过检查栈顶指针是否指向无效位置，即可判断栈是否为空。

6. 栈满判断：栈的存储空间有限，当没有足够的空间继续入栈时，称栈为"栈满"。可以通过检查栈顶指针是否指向最大容量位置，判断栈是否已满。

7. 栈的末尾：栈的末尾是指栈顶元素所在的位置，也可以称为"栈顶"。

8. 栈的大小：栈的大小是指栈中元素的个数，可以通过栈顶指针的位置来计算。

9. 栈的应用：栈在计算机科学中有广泛的应用，例如函数调用、表达式求值、括号匹配、迷宫求解等。

需要注意的是，在使用栈时需要遵循"先进后出"的原则，即新元素只能插入到栈的顶部，也只能从顶部移除元素。任何试图直接访问或修改栈的中间元素的操作都是无效的。

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堆和栈的理论知识

堆和栈的理论知识

一、预备知识—程序的内存分配

一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分

1、栈区（stack）— 由编译器自动分配释放 ，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、堆区（heap） — 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 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。

3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放

4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放

5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

二、例子程序

这是一个前辈写的，非常详细

//main.cpp

int a = 0; 全局初始化区

char *p1; 全局未初始化区

main()

{

int b; 栈

char s[] = "abc"; 栈

char *p2; 栈

char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区，p3在栈上。

static int c =0； 全局（静态）初始化区

p1 = (char *)malloc(10);

p2 = (char *)malloc(20);

分配得来得10和20字节的区域就在堆区。

strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。

}

二、堆和栈的理论知识

2.1申请方式

stack:

由系统自动分配。 例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间

heap:

需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数

如p1 = (char *)malloc(10);

riscv栈帧结构

riscv栈帧结构

riscv栈帧结构

摘要：

1.介绍 RISC-V 栈帧结构的概念

2.RISC-V 栈帧结构的组成部分

3.RISC-V 栈帧结构的工作原理

4.RISC-V 栈帧结构的优势和应用

正文：

RISC-V 是一种开源的处理器指令集架构（ISA），以其精简、模块化、可扩展的特点受到业界的关注。在 RISC-V 处理器中，栈帧结构扮演着至关重要的角色，它负责管理程序的运行状态和数据。本文将详细介绍 RISC-V 栈帧结构的相关知识。

RISC-V 栈帧结构主要由以下几个部分组成：

1.栈指针（Stack Pointer, SP）：栈指针用于存储栈顶地址，是栈帧结构的核心部件。

2.栈帧（Stack Frame）：栈帧是栈中一段连续的内存区域，用于存储局部变量、函数参数和临时数据。

3.栈帧指针（Stack Frame Pointer, FP）：栈帧指针用于存储当前栈帧的地址，方便在执行过程中切换不同的栈帧。

4.栈保护（Stack Protection）：栈保护机制用于检测栈是否溢出，以保证程序的正常运行。

RISC-V 栈帧结构的工作原理如下： 1.函数调用：当一个函数被调用时，RISC-V 处理器会为新函数分配一个新的栈帧，并将该函数的返回地址、局部变量等数据存入栈帧。

2.函数执行：在函数内部，可以通过修改栈指针和栈帧指针来访问和操作栈中的数据。

3.函数返回：当函数执行完毕后，RISC-V 处理器会根据返回地址弹出当前栈帧，恢复调用函数的执行状态。

RISC-V 栈帧结构具有以下优势：

1.精简：RISC-V 栈帧结构相较于其他处理器架构更为精简，减小了处理器的硬件开销。

2.高性能：RISC-V 栈帧结构通过硬件实现，提高了栈操作的性能，尤其适用于高性能计算场景。

3.可扩展：RISC-V 栈帧结构可根据不同应用场景进行定制和扩展，满足各种处理器需求。

堆栈的理解

堆栈的理解

引用

堆栈

在计算机领域，堆栈是一个不容忽视的概念，但是很多人甚至是计算机专业的人也没有明确堆栈其实是两种数据结构。

要点：

堆：顺序随意

栈：先进后出

堆和栈的区别

一、预备知识—程序的内存分配

一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分

1、栈区（stack）— 由编译器自动分配释放 ，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、堆区（heap） — 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 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。

3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放

4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放

5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

二、例子程序

这是一个前辈写的，非常详细

//main.cpp

int a = 0; 全局初始化区

char *p1; 全局未初始化区

main()

{

int b; 栈

char s[] = "abc"; 栈

char *p2; 栈

char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区，p3在栈上。

static int c =0； 全局（静态）初始化区

p1 = (char *)malloc(10);

p2 = (char *)malloc(20);

分配得来得10和20字节的区域就在堆区。

strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。

}

二、堆和栈的理论知识

2.1申请方式

stack:

由系统自动分配。 例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间

栈的应用

栈的应用

#include

#include

#include

#define StackSize 100

typedef char DataType;

typedef struct

{ DataType data[StackSize];

int top;

}SeqStack;

void main()

{

SeqStack S;

char exp[80];

char ch;

bool status;

int i;

void InitStack(SeqStack *S);

bool StackEmpty(SeqStack S);

void Push(SeqStack *S, DataType newelem);

DataType Pop(SeqStack *S);

void PrintStack(SeqStack S);

cout<<" 输入要检验括号匹配的表达式”<

cin>>exp;

InitStack(&S);

status=true;

i=0;

ch=exp[i];

i++;

while ((ch!='\0') && status) //回车换行符

{

switch (ch)

{

case '(':

case '[':

case '{':

Push(&S,ch);

break;

case ')':

if (Pop(&S)!='(')

status=false;

break;

case ']':

if (Pop(&S)!='[') status=false;

break;

case '}':

if (Pop(&S)!='{')

status=false;

break;

default:

break;

}

ch=exp[i];