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堆栈增长方向

c++
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从我之前的memmove问题中，我想知道如何找到堆栈增长的方向。

  void stackDirection(int* i)
  {

     int j;

     if(&j>i)
         cout<<"Stack is growing up \n"<<endl;
     else 
         cout<<"Stack is growing down \n"<<endl;


   }
  int main()
  {    
      int i=1;

      stackDirtection(&i);

 }
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你的代码不起作用了，或者出了什么问题？ - nothrow
问题在于我无法确定这段代码是否正确。 - brett
在我看来，一个更好的测试方法是依次调用alloca，因为栈指针在同一帧中，不会受到任何编译器优化的影响。 - Necrolis
如果你进行了一项实验，并获得了有效且可重复的结果... - Potatoswatter
最好在同一个函数中比较两个变量的地址。在主函数中，您可以创建j变量并比较地址。这应该会给出有效的结果。 - bjskishore123
@bjskishore123：同一函数中的两个变量不会给出答案。您只能测试变量在一个栈帧中的布局方式，而无法测试堆栈的增长方式。 - Mike Seymour
5个回答
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堆栈可能不会向上或向下增长。

每个堆栈帧都可以在堆的任意点处分配。
实际上，在几个操作系统中都这样做，以尝试防止恶意代码的堆栈破坏。

堆栈朝着堆增长的概念只是教授堆栈概念的简单方式（当然，早期实现确实是这样工作的，因为它很简单（没有必要让自己变得更难，当没有人试图攻击你时））。

@Martin Stack是在堆上创建的？我不明白。操作系统将堆与栈分开，然后将它们分成页面，这不是架构相关的吗？因为我所指的是逻辑地址，而这些逻辑地址只是编译器相关的，对吧？ - brett
@Brett：从硬件的角度来看，所有的内存都只是内存。操作系统可以随意选择使用方式。 - Potatoswatter
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@brett：在旧时代，堆栈和堆是不同的实体，并且在概念上相互增长。但这很容易被破坏并导致恶意代码执行。所以一些聪明人想了一下。现在，堆栈只是一系列帧（每个函数调用一个）。没有技术原因需要它们一个接一个地去（因为当前的帧有一个链接回到上一个）。那么为什么不使用正常的内存管理例程在堆中分配堆栈帧呢？从概念上讲：展开堆栈就是释放当前帧并向后跟随链。 - Martin York
@brett：这可能比那稍微复杂一些，但从概念上讲，每个堆栈帧都可以在堆内分配。只要函数局部变量在退出本地作用域时被正确销毁，堆栈的实现细节对执行代码没有影响。这是经典的面向对象设计（运行时更改了堆栈帧的实现，但代码不需要知道，因为堆栈帧的接口是相同的。唯一受影响的代码是依赖于堆栈的实现细节（例如您的代码））。 - Martin York
@Martin York，您能否指引我一些文章或书籍来解释这个问题？ - brett
@brett：没有标准方法。我的意思是你不能假设向上或向下或均匀分布。栈的实际实现方式是由编译器决定的实现细节。你的最佳选择是阅读编译器特定文档，了解如何实现堆栈。 - Martin York
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这样的实验是不可靠的，因为会遇到异常情况。优化器可能会把你搞糊涂，或者系统可能会使用寄存器作为参数传递。如果您确实必须知道堆栈方向，请阅读处理器的手册。

尽管如此，除非你在写操作系统或者真正低层级的东西，如果你需要知道堆栈方向，那么你可能正在做一些丑陋和可怕的事情，应该重新考虑你的方法。

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考虑以下重写，它展示了编译器可能实现您的代码的一种方式：
void stackDirection(int* i) { struct __vars_stackDirection { int j; } *__stackframe_stackDirection = malloc(sizeof(int)); }
 if(&(__stackframe.j) > i)
     cout<<"Stack is growing up \n"<<endl;
 else 
     cout<<"Stack is growing down \n"<<endl;

} int main() {
struct __vars_main { int i; } *__stackframe_main = malloc(sizeof(int));

} 主函数 {
struct __vars_main { int i; } *__stackframe_main = malloc(sizeof(int));

  stackDirection(&(__stackframe.i));

}

你必须同意__stackframe_stackDirection和__stackframe_main本质上是随机的。堆栈可以向上或向下增长。

更糟糕的是，你假设一个线性模型。要么a<b，b<a或a==b。但对于指针来说，这并不成立。所有三个比较a<b，b<a和a==b可能同时为假。

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你的函数依赖于指向任何地方的int*参数，并且也可以为NULL。最好比较两个本地变量的地址。

编译器可以自由地按任意顺序分配局部变量。是的，它会按正确的顺序构造和销毁它们，但它可以在任何地方为它们分配空间。 - sharptooth
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这超出了C++标准的范围。它是一种实现定义行为，可能取决于特定的操作系统/处理器架构等。

最好不要依赖或依赖这些细节，除非你从事道德黑客 :)和/或不太关心可移植性

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