一、用于動態(tài)分配的內(nèi)存區(qū)段會叫堆的原因
堆(heap)這個術(shù)語在計算機領域中有多個含義,其中之一就是指用于動態(tài)分配內(nèi)存的內(nèi)存區(qū)段。
1、堆的名字來自于堆(heap)這個詞在英語中的另外一個含義
堆(heap)的名字來自于堆(heap)這個詞在英語中的另外一個含義。在英語中,堆(heap)也可以指雜亂的堆積物或者堆放物,這種物品通常是雜亂無序的、難以管理的,因此堆(heap)這個詞在計算機科學中被引申為指動態(tài)分配內(nèi)存的區(qū)域,因為動態(tài)分配的內(nèi)存也是雜亂無序的、難以管理的。
2、堆是由 C 語言的內(nèi)存管理機制演化而來
另外,還有一種說法認為「堆」這個術(shù)語是由 C 語言的內(nèi)存管理機制演化而來。在 C 語言中,程序可以通過調(diào)用 malloc 函數(shù)來動態(tài)分配內(nèi)存。由于 C 語言的內(nèi)存管理機制并沒有自動回收已經(jīng)分配的內(nèi)存,程序員需要手動調(diào)用 free 函數(shù)來釋放已經(jīng)分配的內(nèi)存,否則會導致內(nèi)存泄漏。由于 C 語言的內(nèi)存分配機制是基于內(nèi)存池的方式實現(xiàn)的,而內(nèi)存池中的內(nèi)存塊是按照一定的順序分配的,因此被稱為「堆」。
在計算機科學中,堆是一種可以動態(tài)分配內(nèi)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),具有以下特點:
堆可以動態(tài)分配內(nèi)存,即程序可以在運行時申請一段內(nèi)存用于存儲數(shù)據(jù)。堆的內(nèi)存空間是按需分配的,即程序可以根據(jù)需要申請和釋放內(nèi)存。堆的內(nèi)存空間是雜亂無序的,因為程序在運行時可以隨時申請和釋放內(nèi)存,導致內(nèi)存空間不連續(xù)、不規(guī)則。堆的內(nèi)存管理是由程序員負責的,即程序員需要手動申請和釋放內(nèi)存,否則會導致內(nèi)存泄漏或者內(nèi)存溢出等問題。延伸閱讀1:什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機存儲、組織數(shù)據(jù)的方式。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關系的數(shù)據(jù)元素的集合。通常情況下,精心選擇的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以帶來更高的運行或者存儲效率。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往同高效的檢索算法和索引技術(shù)有關。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(data structure)是帶有結(jié)構(gòu)特性的數(shù)據(jù)元素的集合,它研究的是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)以及它們之間的相互關系,并對這種結(jié)構(gòu)定義相適應的運算,設計出相應的算法,并確保經(jīng)過這些運算以后所得到的新結(jié)構(gòu)仍保持原來的結(jié)構(gòu)類型。簡而言之,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是相互之間存在一種或多種特定關系的數(shù)據(jù)元素的集合,即帶“結(jié)構(gòu)”的數(shù)據(jù)元素的集合。“結(jié)構(gòu)”就是指數(shù)據(jù)元素之間存在的關系,分為邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)。
數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的兩個密切相關的方面,同一邏輯結(jié)構(gòu)可以對應不同的存儲結(jié)構(gòu)。算法的設計取決于數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu),而算法的實現(xiàn)依賴于指定的存儲結(jié)構(gòu)。