关于堆栈增长和寻址的困惑

Question

我想更好地理解栈上的项目以及如何解决它们。我发现here的文章似乎表明，当MIPS堆栈被初始化时，将分配固定数量的内存，并且堆栈增长到堆栈限制，这看起来是较小的地址。我会假设基于这种逻辑，当遍历0x0000时会发生堆栈溢出？

我意识到MIPS是大端，但这是否会改变栈的增长？我写了我认为可以在x86_64机器上观察到这种情况的一种快速方法，但堆栈似乎正在成长，正如我原先假定的那样。

#include <iostream> 
#include <vector> 
int main() { 
    std::vector<int*> v; 
    for(int i = 0; i < 10; i++) { 
     v.push_back(new int); 
     std::cout << v.back() << std::endl; 
    } 
} 

我还感到困惑，并不是所有的内存地址的的不出现是连续的，这让我觉得我做了一些愚蠢的。有人可以澄清吗？

Answer 1

本质上有3种类型的内存用于编程：静态，动态/堆栈和堆栈。

静态内存由编译器预先分配，由程序中静态声明的常量和变量组成。

堆是，你可以自由地分配和释放

堆栈内存是其获取在函数声明的所有局部变量分配的内存。这很重要，因为每次调用函数时都会为其变量分配一个新的内存。所以，每次调用函数都会确保它有自己独特的变量副本。每次从函数返回时，内存都被释放。

只要遵循上述规则，堆栈的管理方式绝对没有关系。然而，将程序存储器分配到较低的地址空间并成长是很方便的，并且堆栈要从最高的存储器空间开始并长大。大多数系统实施这个方案。

通常有一个堆栈指针寄存器/变量指向当前堆栈地址。当一个函数被调用时，它会通过它的变量需要的字节数来减少这个地址。当它调用下一个函数时，这个新函数将从调用者已经减少的新指针开始。当函数返回时，它恢复它从其开始的指针。

可能会有不同的计划，但据我所知，mips和i86会跟随这个计划。

而本质上，程序中只有一个虚拟内存空间。这取决于操作系统和/或编译器如何使用它。编译器会将逻辑区域中的内存拆分以供自己使用，并根据平台文档中定义的调用约定来处理它们。

因此，在我们的示例中，v和i分配在功能堆栈上。 cout是静态的。每个new int在堆中分配空间。 v不是一个简单的变量，而是一个包含需要管理列表的字段的结构。它需要所有这些内部空间。因此，每个push_back修改这些字段以某种方式指向分配的“int”。 push_back（）和back（）是函数调用，并为内部变量分配自己的堆栈，以避免干扰顶层函数。

Answer 2

x86机器上的堆栈也向下增长。字节顺序与堆栈增长的方向无关。

机器的堆栈与std::vector<>完全无关。此外，new int分配堆内存，所以它告诉你绝对没有关于堆栈。

为了在堆栈增长的方向看，你需要做的是这样的：

recursive(5); 

void recursive(int n) 
{ 
    if(n == 0) 
     return; 
    int a; 
    printf("%p\n", &a); 
    recursive(n - 1); 
} 

（请注意，如果你的编译器是足够聪明的优化尾递归，那么你需要告诉它到不是优化它，否则观测将全部错误。）