计算机系统中的堆和栈是跟程序员最密切的两个概念。如果没有栈和堆的概念,下面程序的错误就不知道其所以然。
#include <stdlib.h> int main(int argc, char* argv[]) { int a[1024][1024]; system("pause"); return 0; }
消耗栈空间主要有两种操作:函数调用和局部变量。在写递归程序时,大家就容易碰到栈空间溢出的情况。上述代码就是局部变量申请引发栈溢出错误的例子。在vs2008中测试,具体的错误名称为:stack overflow,即栈发生溢出,也就是说申请的空间a[1024][1024]超出了栈的大小,所以出现栈溢出的错误。
此处我们好奇的一个问题是,栈到底有多少大呢?通过下述的代码,在vs2008下的输出为1011kB;
#include <stdlib.h> #include <iostream> #include <windows.h> using namespace std; int stackApp(int & count) { int a=1; while(1) { _asm{ push a} //消耗栈空间; count++; } } int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { int count = 0; __try{ stackApp(count); } __except(GetExceptionCode()==STATUS_STACK_OVERFLOW ? EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER : EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH){ cout<<"exception"<<endl; cout<<"the count is "<<(count*4/1024)<<"kB"<<endl; } system("pause"); return 0; }
读者仔细阅读上述代码的话,可能会觉得有问题。因为调用stackApp也会涉及对栈的操作,消耗栈的空间,但是此处基本上没有影响,一次函数调用消耗的栈空间十分有限(几个字节而已)。经过上述实验,大家对于栈空间的大小,应该有丰满的概念了。
下一个问题就是:如果申请的空间过大,栈不够,那该怎么处理呢?这就要说到堆,我们平常使用的malloc语句就是在堆上进行空间申请,一般申请几百兆空间也不是问题。下面的代码回答了一个问题:在堆上可以最大可申请多少的空间?
#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #define UNIT (100*1024*1024) int main(int argc, char* argv[]) { unsigned long max = 0; char* p = NULL; while(1){ max++; p = (char*)malloc(max*UNIT); if(p != NULL){ //申请成功输出一个1; printf("%d ", 1); free(p); }else{ printf("frame size: %ld\n", max-1); //输出申请的最大空间; break; } } getchar(); return 0; }
上述代码在我的Windows xp,vs2008,内存4G的ThinkPad系统上,最终能够申请的最大空间为1.7G;至于为什么只能申请到这么大空间,可参见《程序员的自我修养》pg309。