go语言栈与堆都是什么

栈是一种数据结构，是为执行线程留出的内存空间；栈只允许往线性表的一端放入数据，之后在这一端取出数据，即按照先进后出，后进先出的顺序取出栈中的元素。堆是一种数据结构，是为动态分配预留的内存空间；和栈不一样，从堆上分配和重新分配块没有固定模式；你可以在任何时候分配和释放它。

本教程操作环境：windows7系统、GO 1.18版本、Dell G3电脑。

Go语言的栈和堆

在编程语言中有两个非常重要的概念，堆和栈，

堆和栈是两种非常重要的数据结构，在编辑程序的时候会经常用到，Go语言也不例外。

下面我们来看看这两种数据结构。

栈

栈只允许往线性表的一端放入数据，之后在这一端取出数据，即按照先进后出，后进先出的顺序取出栈中的元素。

往栈中放入元素的过程称为入栈。入栈会增加栈的元素数量，最后放入的元素是位于栈的顶部，最先放入的元素位于栈的底部。

从栈中取出元素时，只能从栈顶取出，取出元素后，栈的数量会变少，最先放入的元素总是最后被取出，最后放入的元素总是最先被取出。

我们常使用数组来模拟一个栈的使用：

入栈和出栈的实现代码如下：

package main
import (
   "fmt"
   "errors"
)

//使用数组来模拟一个栈的使用
type Stack struct {

   MaxTop int       // 表示我们栈最大可以存放数个数
   Top int          // 表示栈顶, 因为栈顶固定，因此我们直接使用Top
   arr [5]int       // 用一个数组模拟栈
}

//入栈函数
func (this *Stack) Push(val int) (err error) {

   //先判断栈是否满了
   if this.Top == this.MaxTop - 1 {
      fmt.Println("stack full")
      return errors.New("stack full")
   }
   this.Top++
   //放入数据
   this.arr[this.Top] = val
   return
}

//出栈函数
func (this *Stack) Pop() (val int, err error) {
   //判断栈是否空
   if this.Top == -1 {
      fmt.Println("stack empty!")
      return 0, errors.New("stack empty")
   }

   //先取值，再 this.Top--
   val =  this.arr[this.Top]
   this.Top--
   return val, nil
}

//遍历栈，注意需要从栈顶开始遍历
func (this *Stack) List() {
   //先判断栈是否为空
   if this.Top == -1 {
      fmt.Println("stack empty")
      return
   }
   fmt.Println("栈的情况如下：")
   for i := this.Top; i >= 0; i-- {
      fmt.Printf("arr[%d]=%d\n", i, this.arr[i])
   }
}

func main() {

   stack := &Stack{
      MaxTop : 5,    // 表示最多存放5个数到栈中
      Top : -1,      // 当栈顶为-1，表示栈为空
   }

   //入栈
   stack.Push(1)
   stack.Push(2)
   stack.Push(3)
   stack.Push(4)
   stack.Push(5)
   stack.List()//显示

   //出栈
   val, _ := stack.Pop()
   fmt.Println("出栈val=", val)    // 5
   stack.List()                    //显示
}

堆

堆在内存分配中类似于往一个房间里摆放各种家具，家具的尺寸有大有小，分配内存时，需要找一块足够装下家具的空间再摆放家具。

经过反复摆放和腾空家具后，房间里的空间会变得乱七八糟，此时再往这个空间里摆放家具会发现虽然有足够的空间，但各个空间分布在不同的区域，没有一段连续的空间来摆放家具。此时，内存分配器就需要对这些空间进行调整优化。

堆分配内存和栈分配内存相比，堆适合不可预知大小的内存分配。

堆和栈的分配

变量定义完成一般是分配在堆和栈空间上的，存在哪个空间上是根据是否有动态分配内存有关（new/malloc）。

例如下面的案例

案例一

var p *int    //全局指针变量
func f(){
    var i int
    i = 1
    p = &i    //全局指针变量指向局部变量i
}

案例二

func f(){
    p := new(int) //局部指针变量，使用new申请的空间
    *p = 1
}

第一个案例中，使用var定义局部变量，但是由于i赋值给全局指针变量p，当函数结束，此时i并不会被释放，所以局部变量i是申请在堆上(程序员手动释放)。

• 局部变量:在函数中定义的变量，它有一个动态的生命周期：每次执行的时候就创建一个新的实体，一直生存到没有人使用(例如没有外部指针指向它，函数退出的时候没有路径访问到这个变量)这个时候它占用的空间就会被回收

第二个案例中，使用new申请空间，由于退出函数后p就会被释放，所以p是申请在栈上(自动释放)

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