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C語言函數調用棧
程序的執行過程可看作連續的函數調用。當一個函數執行完畢時，程序要回到調用指令的下一條指令(緊接call指令)處繼續執行。函數調用過程通常使用堆棧實現，每個用戶態進程對應一個調用棧結構(call stack)。編譯器使用堆棧傳遞函數參數、保存返回地址、臨時保存寄存器原有值(即函數調用的上下文)以備恢復以及存儲本地局部變數。
不同處理器和編譯器的堆棧布局、函數調用方法都可能不同，但堆棧的基本概念是一樣的。
寄存器是處理器加工數據或運行程序的重要載體，用於存放程序執行中用到的數據和指令。因此函數調用棧的實現與處理器寄存器組密切相關。
AX(AH、AL)：累加器。有些指令約定以AX(或AL)為源或目的寄存器。輸入/輸出指令必須通過AX或AL實現，例如：埠地址為43H的內容讀入CPU的指令為INAL，43H或INAX，43H。目的操作數只能是AL/AX，而不能是其他的寄存器。 [5]
BX(BH、BL)： 基址寄存器 。BX可用作間接定址的地址寄存器和 基地址寄存器 ，BH、BL可用作8位通用數據寄存器。 [5]
CX(CH、CL)：計數寄存器。CX在循環和串操作中充當計數器，指令執行後CX內容自動修改，因此稱為計數寄存器。 [5]
DX(DH、DL)：數據寄存器。除用作通用寄存器外，在 I/O指令 中可用作埠 地址寄存器 ，乘除指令中用作輔助累加器。 [5]
2.指針和 變址寄存器
BP( Base Pointer Register)：基址指針寄存器。 [5]
SP( Stack Pointer Register)： 堆棧指針寄存器 。 [5]
SI( Source Index Register)：源變址寄存器。 [5]
DI( Destination Index Register)：目的變址寄存器。 [5]
函數調用棧的典型內存布局如下圖所示：
圖中給出主調函數(caller)和被調函數(callee)的棧幀布局，”m(%ebp)”表示以EBP為基地址、偏移量為m位元組的內存空間(中的內容)。該圖基於兩個假設：第一，函數返回值不是結構體或聯合體，否則第一個參數將位於”12(%ebp)” 處；第二，每個參數都是4位元組大小(棧的粒度為4位元組)。在本文後續章節將就參數的傳遞和大小問題做進一步的探討。 此外，函數可以沒有參數和局部變數，故圖中「Argument(參數)」和「Local Variable(局部變數)」不是函數棧幀結構的必需部分。
其中，主調函數將參數按照調用約定依次入棧(圖中為從右到左)，然後將指令指針EIP入棧以保存主調函數的返回地址(下一條待執行指令的地址)。進入被調函數時，被調函數將主調函數的幀基指針EBP入棧，並將主調函數的棧頂指針ESP值賦給被調函數的EBP(作為被調函數的棧底)，接著改變ESP值來為函數局部變數預留空間。此時被調函數幀基指針指向被調函數的棧底。以該地址為基準，向上(棧底方向)可獲取主調函數的返回地址、參數值，向下(棧頂方向)能獲取被調函數的局部變數值，而該地址處又存放著上一層主調函數的幀基指針值。本級調用結束後，將EBP指針值賦給ESP，使ESP再次指向被調函數棧底以釋放局部變數；再將已壓棧的主調函數幀基指針彈出到EBP，並彈出返回地址到EIP。ESP繼續上移越過參數，最終回到函數調用前的狀態，即恢復原來主調函數的棧幀。如此遞歸便形成函數調用棧。
EBP指針在當前函數運行過程中(未調用其他函數時)保持不變。在函數調用前，ESP指針指向棧頂地址，也是棧底地址。在函數完成現場保護之類的初始化工作後，ESP會始終指向當前函數棧幀的棧頂，此時，若
棧的基本操作的實現(c語言)，高手速來！！
/*程序錯誤太多*/ #include”stdio.h”
#include”stdlib.h”
#include”time.h”
#include”malloc.h”
#define
STACK_INIT_SIZE
10
//棧容量 typedef
struct
SqStack
{
int
top;
//棧頂當前指針
int
*base;
//棧空間數組
}SqStack; void
InitStack(SqStack
S);
//構造空棧S
int
Push(SqStack
S,int
e);
//入棧（棧地址，入棧數據）
返回0對，-1錯
int
Pop(SqStack
S);
//出棧
（棧地址）返回棧頂數據
int
StackLength(SqStack
S);
//返回站的元素個數，即求棧長
void
Print_S(SqStack
S);
//顯示棧內數據 int
main()
{
SqStack
S;
int
i=0;
int
a,e;
InitStack(S);
srand((unsigned)time(NULL));
//srand((unsigned)time(NULL))以time函數值(當前時間)作為種子
printf(“隨機填充5個元素為:
“);
while(
i5)
{
a
=
rand()%100;
printf(“%d
“,
a);
Push(S,a);
i++;
}
Print_S(S);
printf(“請輸入要插入棧頂的元素:”);
scanf(“%d”,e);
Push(S,e);
Print_S(S);
printf(“再彈出的棧頂元素為:%d
\n”,Pop(S));
printf(“棧的長度為:%d
\n”,StackLength(S));
Print_S(S);
return
0;
} void
InitStack(SqStack
S)
//構造空棧S
{
S.base
=
(int
*)malloc(STACK_INIT_SIZE
*
sizeof(int));
//分配組數空間，長度STACK_INIT_SIZE
if
(S.base==NULL)
{
printf(“內存分配失敗!\n”);
return;
}
S.top=-1;
} int
Push(SqStack
S,int
e)
{
if(S.top=STACK_INIT_SIZE)
{
printf(“棧空間已滿，入棧失敗!\n”);
return
-1;
}
else
{
S.base[++S.top]=e;
return
0;
}
} int
Pop(SqStack
S)
//返回棧頂數據
{
if
(S.top=0)
//棧內有數據
{
return
S.base[S.top–];
}
else
{
printf(“空棧，無數據彈出!\n”);
return
-1;
}
} int
StackLength(SqStack
S)
{
return
S.top+1;
} void
Print_S(SqStack
S)
{
printf(“\n出棧顯示：”);
if(S.top
==
-1)
printf(“棧內無數據!\n”);
else
{
while(S.top=0
)
printf(“%d
“,Pop(S));
putchar(‘\n’);
}
}
棧的c語言實現基本操作
寫了一個鏈式棧，你看看
# include stdio.h
# include malloc.h
# include stdlib.h
typedef struct Node
{
int data;
struct Node *pNext;
}NODE, *PNODE;
typedef struct Stack
{
PNODE pTop;
PNODE pBottom;//pBottem是指向棧底下一個沒有實際意義的元素
}STACK, *PSTACK;
void init( PSTACK );
void push( PSTACK, int );
void traverse( PSTACK );
int pop( PSTACK, int * );
int empty( PSTACK pS );
int main( void )
{
STACK S;//STACK等價於struct Stack
int val;
init( S );//目的是造出一個空棧
push( S, 1 );//壓棧
push( S, 2 );
push( S, 3 );
push( S, 4 );
push( S, 5 );
push( S, 6 );
push( S, 7 );
traverse( S );//遍歷輸出
// clear( S ); //清空數據
// traverse( S );//遍歷輸出
if( pop( S, val ) )
{
printf( “出棧成功,出棧的元素是%d\n”, val );
}
else
{
printf( “出棧失敗” );
}
traverse( S );//遍歷輸出出棧之後的元素
return 0;
}
void init( PSTACK pS )
{
pS-pTop = ( PNODE )malloc( sizeof( NODE ) );
if( NULL == pS-pTop )
{
printf( “動態內存分配失敗!\n” );
exit( -1 );
}
else
{
pS-pBottom = pS-pTop;
pS-pTop-pNext = NULL;//或是pS-pBottom = NULL;
}
}
void push( PSTACK pS, int val )
{
PNODE pNew = ( PNODE )malloc( sizeof( NODE ) );
pNew-data = val;
pNew-pNext = pS-pTop;//pS-Top不能改為pS-pBottom
pS-pTop = pNew;
}
void traverse( PSTACK pS )
{
PNODE p = pS-pTop;
while( p != pS-pBottom )
{
printf( “%d “, p-data );
p = p-pNext;
}
printf( “\n” );
}
int empty( PSTACK pS )
{
if( pS-pTop == pS-pBottom )
return 1;
else
return 0;
}
//把pS所指向的棧出棧一次,並把出棧的元素存入pVal形參所指向的變數中,如果出棧失敗,則返回false,否則true
int pop( PSTACK pS, int *pVal)
{
if( empty( pS ) )//pS本身存放的就是S的地址
{
return 0;
}
else
{
PNODE r = pS-pTop;
*pVal = r-data;
pS-pTop = r-pNext;
free( r );
r = NULL; //為什麼要把r賦給NULL呢??
return 1;
}
}
//clear清空
void clear( PSTACK pS )
{
if( empty( pS ) )
{
return ;
}
else
{
PNODE p = pS-pTop;
PNODE q = p-pNext;
while( p != pS-pBottom )
{
q = p-pNext;
free( p );
p = q;
}
pS-pTop = pS-pBottom;
}
}
C語言，棧的實現~
#includestdio.h
#includemalloc.h
//enum bool {false,true};
typedef struct Node{
int a;
int Number; //在棧中的序號，棧底為0
struct Node *next;
}Node,*LpNode;
typedef struct SqStack{
Node *top;
Node *prev;
Node *base;
int length;
}*LpSqStack;
//將e的能容複製到S中並將e摧毀
bool Node_evaluation(LpNode S,LpNode e,bool M)
{
//賦值操作
//S-Number = e-Number;
if(M == true) free(e);
return true;
}
bool InitStack(LpSqStack S)
{
S-length = 0;
S-base = (LpNode)malloc(sizeof(Node));
if(!S-base) return false;
S-top = S-base;
S-prev = S-base;
S-base-Number = 0;
return true;
}
bool StackEmpty(LpSqStack S)
{
if(S-top != S-base) return false;
return true;
}
bool GetTop(LpSqStack S,LpNode e)
{
if(S-top == S-base) return false;
e = S-top;
return true;
}
bool Push(LpSqStack S,LpNode e)
{
if(!Node_evaluation(S-top,e,true)) return false;
S-top-Number = S-prev-Number + 1;
S-prev = S-top;
S-top = (LpNode)malloc(sizeof(Node));
S-prev-next = S-top;
S-top-next = NULL;
return true;
}
bool Pop(LpSqStack S,LpNode e)
{
if(S-top == S-base) return false;
if(!Node_evaluation(e,S-top,true)) return false;
S-top = S-prev;
S-top-next = NULL;
return true;
}
bool Vistit(LpSqStack S,LpNode e,int i)
{
LpNode p;
p = S-base;
for(int j = 0; j = i; j++)
{
if(p-next == NULL) return false;
p = p-next;
}
if(!Node_evaluation(p,e,false)) return false;
return true;
}
int main()
{
SqStack a;
InitStack(a);
LpNode b=new Node;
LpNode c=new Node;
LpNode d=new Node;
//free(b);這free了你下面又賦值。。。
b-a=1;
Push(a,c);
GetTop(a,c);
printf(“%d”,c-a);
return 0;
}
棧里的內存是不能free的，你要free你就自己在堆里分配。
原創文章，作者：小藍，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-tw/n/307347.html
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