调用堆栈和堆栈有什么区别？

Question

我想我可能问了一个非常错误的问题，但我真的试图通过谷歌搜索来理解它，但没有运气。

我们知道，我们有一个栈和堆。动态分配的堆，局部变量的堆栈等等

假设我有以下 c++ 代码。

void bla(int v1, int v2, int v3) {
    int g = v1 + v2+ v3;
}

void nice(int g){
    int z = 20;
    int k = 30;
    bla(g, z, k);
}

int main(){
    cout<<"Hello World";
    nice(40);
}

现在，让我们假设有一个堆栈。我知道例如值z,k,g 将存储在堆栈中。但是当我调用函数nice 调用bla 时，那些存储在哪里？我读过每个函数执行都会导致调用堆栈大小增加 1。我想说即使创建局部变量也会导致调用堆栈增加 1。

那么，这些(callstack, stack) 有什么关系？

这是我的假设：

当我们调用nice 时，会创建全新的stack。在那里，我们存储z and k。当nice 调用bla 时，现在为bla 创建另一个stack，第二个堆栈存储v1,v2,v3,g。等等。每个函数都需要自己的callstack，但我们也可以称它为stack。

Answer 1

堆栈表示由一组通常相似的项目组成的数据结构，并具有以下能力：

• push：将一个项目添加到堆栈的“顶部”，它将成为新的顶部
• pop：从顶部移除item，因此之前在顶部的item将再次成为顶部；此操作返回您删除的项目
• top：获取堆栈的顶部项目，而不修改堆栈

您的记忆中有一个称为“堆栈”的部分，正如您正确理解的那样，函数存储在其中。那是调用堆栈。但是，堆栈和调用堆栈并不是 100% 等效的，因为堆栈用于许多其他情况，基本上是在您需要 LIFO（后进先出）处理时。例如，它用于 CPU 的 LIFO 策略，或者当您在图形中进行深度优先搜索时。总之，栈是一种数据结构，可以应用在很多情况下，内存中的调用栈就是一个突出的例子。

那么，为什么要使用堆栈将函数调用存储在内存中。让我们考虑嵌入式函数调用，例如：

f1(f2(...(fn(x))...))

根据经验，为了计算 fi, 1

Answer 2

每个正在运行的进程都分配了一块内存，它称为“堆栈”。而且，这块内存区域都用来表示“调用/返回序列”（通过所谓的“堆栈帧”），和所谓的“局部变量”被调用的每个例程使用。它们是一回事。

通常，不同的 CPU 寄存器用于同时指向每个事物。一个寄存器指向“局部变量”值，而一个完全不同的寄存器指向“堆栈帧”。 （在解释器中，使用了类似的机制。）还有第三个寄存器指示当前的“栈顶”。

在开始执行每个新函数时，“栈顶”只是简单地向前移动以考虑局部变量，之后“局部变量指针”会记住它曾经是什么。

当“从子例程返回”发生时，“栈顶指针”会恢复到某个先前的值，而曾经存在于“它之上”的所有内容现在都已被遗忘了。 因为它不再重要。

Answer 3

那么，这些（callstack，stack）到底是如何相关的？

它们非常相关。他们是一样的东西。也叫执行栈。

不要将这个“callstack”与“stack”数据结构的一般概念相混淆。调用堆栈称为 a 堆栈，因为它描述了调用堆栈的结构。

导致调用堆栈大小增加 1

肯定是“1”，但它的增加单位是什么？调用函数时，堆栈指针会增加一个堆栈帧。堆栈帧的大小（以字节为单位）各不相同。函数的框架足够大，可以包含所有局部变量（参数也可以存储在堆栈中）。

因此，如果您希望以字节为单位来衡量增量，那么它不是 1，而是大于或等于 0 的某个数字。

我想说即使创建局部变量也会导致调用堆栈增加 1。

正如我所描述的，拥有一个局部变量会影响调用函数时堆栈指针的递增方式。

当我们调用 nice 时，会创建全新的堆栈。

不，同一个堆栈由整个执行线程中的所有函数调用共享。

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几乎所有这些都不是由 C++ 语言指定的，而是在典型情况下适用于大多数 C++ 实现的实现细节，但为了更容易理解而进行了简化。