堆,heap。常用于管理算法执行过程中的信息,应用场景包括堆排序,优先队列等。

堆在结构上其实就是完全二叉树,分为大顶堆和小顶堆。大顶堆就是根节点必大于左右子树的所有结点,小顶堆则反之。由此可知,堆顶元素必为最大。

堆排序,就将堆顶元素取出,放到序列,然后再建堆,直至所有元素排好序。堆排序对于规模较小的线性表并不适合,但对于较大规模的线性表效果明显。原因是利用堆特性,比较次数会比较少?

堆其实跟B-树很像,但B-树是已经排好序的,从左到右,又小到大。堆的意义不在于已经完全排好序,而在于堆的特性是部分排序,利用不断构建堆的过程达到完全排序。也正因为它是部分排序,所以堆效率固然没有B-树、B+树那么高,但构建堆的成本也没有构建B-树那么大。

SQL SERVER 中,没有建立聚集索引的表,存储结构就是堆。有聚集索引的话,则是B+树。


以下内容摘自百度百科:http://baike.baidu.com/view/249120.htm#4

还不能理解,先记录

堆操作的具体实现

在程序中,堆用于动态分配和释放程序所使用的对象。在以下情况中调用堆操作:

1.事先不知道程序所需对象的数量和大小。

2.对象太大,不适合使用堆栈分配器。

堆使用运行期间分配给代码和堆栈以外的部分内存。

传统上,操作系统和运行时库随附了堆实现。当进程开始时,操作系统创建称为进程堆的默认堆。如果没有使用其他堆,则使用进程堆分配块。语言运行时库也可在一个进程内创建单独的堆。(例如,C 运行时库创建自己的堆。)除这些专用堆外,应用程序或许多加载的动态链接库 (DLL) 之一也可以创建并使用单独的堆。Win32 提供了一组丰富的 API 用于创建和使用专用堆。有关堆函数的优秀教程,请参阅 MSDN 平台 SDK 节点。

当应用程序或 DLL 创建专用堆时,这些堆驻留于进程空间中并且在进程范围内是可访问的。某一给定堆分配的任何数据应为同一堆所释放。(从一个堆分配并释放给另一个堆没有意义。)

在所有虚拟内存系统中,堆位于操作系统的虚拟内存管理器之上。语言运行时堆也驻留在虚拟内存之上。某些情况下,这些堆在操作系统堆的上层,但语言运行时堆通过分配大的块来执行自己的内存管理。绕开操作系统堆来使用虚拟内存函数可使堆更好地分配和使用块。


典型的堆实现由前端分配器和后端分配器组成。前端分配器维护固定大小块的自由列表。当堆收到分配调用后,它尝试从前端列表中查找自由块。如果此操作失败,则堆将被迫从后端(保留和提交虚拟内存)分配一个大块来满足请求。通常的实现具有每个块分配的开销,这花费了执行周期,也减少了可用存储区。


Windows NT 的实现(Windows NT 4.0 版及更高版本)使用 127 个从 8 到 1,024 字节不等的 8 字节对齐块的自由列表和 1 个混合列表。混合列表(自由列表【0】)包含大小超过 1,024 字节的块。自由列表包含在双向链接表中链接在一起的对象。默认情况下,进程堆执行合并操作。(合并操作是组合相邻的自由块以生成更大的块的操作。)合并操作花费了额外的周期,但减少了堆块的内部碎片。


单个全局锁可防止多线程同时使用堆。此锁主要用于保护堆数据结构不受多线程的任意访问。当堆操作过于频繁时,此锁会对性能造成负面影响。

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