C C++ 中的堆栈使用

一、c/c++的堆栈在那些地方使用

        堆栈（即栈）的使用，通常用来存储局部变量和函数参数，函数调用后返回的地址。

        注：注意堆栈和堆的概念，堆的使用，即动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意大小的内存，程序员自己负责在适当的时候用free或 delete释放内存。

        C 和 C++ 都大量使用堆栈。
通常，堆栈使用很明确的包含：
    【1】函数的返回地址。
    【2】必须保留的寄存器。
    【3】局部变量，包括局部数组、结构、联合，以及 C++ 中的类。
但有些堆栈的使用并不明显，如：
    【1】如果局部整数或浮点变量被溢出（即未分配给寄存器），则为它们分配堆栈内存。
    【2】结构通常分配给堆栈。 一个空间相当于 sizeof(struct)填充到多个字节被保留在堆栈上， 但是，编译器可能会尝试将结构分配给寄存器。
    【3】如果在编译时知道数组的大小，则编译器会在堆栈上分配内存。 同样，一个空间相当于 sizeof(array)填充到多个字节被保留在堆栈上。

    【4】一些优化可以引入新的临时变量来保存中间结果。 优化包括：公共表达消除、生存范围拆分和结构拆分。 编译器尝试将这些临时变量分配给寄存器。 如果没有，它会将它们溢出到堆栈中。
    【5】通常，低位处理器编译（16bit/T32）的代码比高位处理器编译(32bit/T32)的代码更多地使用堆栈。 因为高位处理编译器比低位的具有更多个寄存器。
   【6】某些编译器要求某些函数参数传递通过堆栈或寄存器，具体取决于它们的类型、大小和顺序。

二、c/c++的堆栈该如何使用

        【1】 *** 作系统负责分配应用程序的堆栈和堆。编译器也有责任，但主要依靠 *** 作系统来完成。堆栈是有限的，而堆不是。因此，在堆上分配非固定大小的对象(通常是编译时大小未知的数组)是不错的选择，建议任何超过几个KB的内容通常最好放在堆中。

        【2】能使用堆栈的优先使用堆栈，而非堆，基于堆栈的对象更容易跟踪何时抛出异常。当然，您可以使用一个智能指针，它可以是一个基于堆栈的包装器，用于一个基于堆的对象的原始指针。

        【3】尽量编写只需要少量变量的小函数。

        【4】尽量避免使用大型局部结构或数组。

        【5】尽量通过使用替代算法来避免递归，尤其是递归函数还定义变量的情况。

        【6】函数中每个点在任何给定时间使用的变量数量最小化。

三、c/c++的堆栈使用追踪优化

        建议在调试时，手动追踪堆栈使用情况并作出优化：
            【1】利用编译器生成静态调用图，显示所有函数的信息，包括堆栈使用。
            【2】使用 .debug_frame来显示的 DWARF 信息进行追查。
            【3】使用--info=stack等编译指令列出所有全局符号的堆栈使用情况。
            【4】使用调试器在堆栈中的最后一个可用位置设置观察点，并查看观察点是否被命中。             【5】应用程序完成执行后，检查内存的堆栈空间以查看有多少已知值已被覆盖，有多少一使用部分有垃圾。
            【6】计算垃圾值的数量并乘以 sizeof(value), 给出它们的大小，以字节为单位。追踪其堆栈的大小是如何增长的，以字节为单位。
            【7】采用异常捕获设计，堆栈溢出到禁止区域，则会发生数据中止，就可能会被调试器捕获。