Разница между стеком и кучей

Управление памятью - это фундаментальное явление операционной системы, используемое для управления первичной памятью или управления ею с целью управления правами доступа к памяти на компьютере. Цель состоит в том, чтобы предотвратить доступ любого процесса к памяти, которая еще не была ему выделена.

Операционная система выделяет память для каждого процесса, которая разделена на сегменты. Stack и Heap - это два способа выделения памяти в операционной системе..

Сегмент стека используется для хранения локальных переменных функций, которые создаются автоматически, тогда как сегмент кучи используется для динамически выделяемой памяти..

Оба хранятся в оперативной памяти компьютера и могут увеличиваться и уменьшаться во время выполнения программы. Давайте обсудим два подробно и сравним их, чтобы понять, какой из них лучше.

Что такое стек?

Сегмент стека - это метод управления памятью, используемый для статического выделения памяти. Это специальная область в памяти компьютера, которая используется для хранения локальных переменных функций. Когда вызывается функция, память распределяется для всех локальных переменных где-нибудь, и вы можете получить доступ к этим переменным, если вы знаете их местоположение. Блоки памяти освобождаются, когда функция завершается. Стек является одним из способов эффективной реализации этого процесса. Думайте об этом как о базовой структуре данных, в которой элементы расположены друг над другом как стек. Точно так же локальные переменные могут быть доступны с помощью нажатия и выталкивания. Нажатие означает добавление элементов в стек, а добавление означает извлечение элементов из стека. Доступ к элементам из стека возможен в порядке «последний пришел-первый-вышел» (LIFO).

Что такое куча?

Кучи относится к большому пулу памяти, используемому для динамического выделения памяти, что означает, что память остается выделенной, пока программа не будет завершена или память не будет освобождена. Память распределяется случайным образом, поэтому нет простого способа доступа к памяти. В отличие от сегмента стека, элементы освобождаются в обратном порядке, как они были изначально выделены. Проще говоря, память выделяется для программ по запросу и освобождается, когда больше не требуется. Элементы кучи не зависят друг от друга, что означает, что к ним можно получить доступ во время выполнения программы и освободить ее после ее завершения. Это как глобальный пул памяти, используемый для хранения глобальных переменных и множества переменных, ссылающихся на него..

Разница между стеком и кучей

Значение стека и кучи

В компьютерной архитектуре стек - это особая область памяти компьютера, явно выделенная для автоматических переменных. В программировании автоматическая переменная является локальной переменной, означающей, что область действия переменной является локальной для блока, в котором она объявлена. Память распределяется между этими переменными автоматически при входе в блок, а память освобождается при выходе. Куча, с другой стороны, это часть памяти компьютера, используемая для динамического выделения памяти, то есть блоки памяти выделяются и выделяются случайным образом.

Распределение памяти для стека и кучи

Стек используется для хранения локальных переменных, область действия которых определяется внутри функции. В технических терминах стек поддерживает статическое распределение памяти, которое соответствует локальным статическим переменным и переменным области видимости. Память выделяется перед выполнением программы, обычно во время компиляции, и используемая структура данных называется стеком. Куча, с другой стороны, используется для динамического выделения памяти, то есть память выделяется вручную во время выполнения во время выполнения программы. Программы запрашивают память, обычно для добавления узла в структуру данных и, если не нужны, возвращают.

Доступ к стеку и куче

Стек управляется и оптимизируется стеком, а доступ к данным осуществляется в порядке «последний пришел - первым вышел» (LIFO). LIFO относится к способу хранения данных в стеках памяти, при котором самый последний блок памяти освобождается первым, и наоборот. Это делает для эффективного управления памятью. Элементы кучи, напротив, не зависят друг от друга, и к данным можно получить произвольный доступ, что означает, что блок памяти может быть выделен и освобожден в любое время независимо от их порядка. В отличие от стеков, кучи не имеют определенного шаблона для выделения и освобождения блоков памяти.

Переменные в стеке и куче

Память управляется автоматически в стеке, а переменные распределяются и освобождаются автоматически, что означает, что стек зарезервирован только для временных переменных. Локальные переменные становятся активными, когда функция выполняется и когда она завершается, переменные выходят из области видимости, что означает, что область действия переменной является локальной для функции и существует до тех пор, пока эта функция выполняется. В отличие от стека, память распределяется, поскольку программа работает в куче, что делает доступ к переменным, хранящимся здесь, немного медленнее. Поскольку нет определенного порядка в резервировании блоков, блоки памяти могут быть выделены и свободны в любое время.

Стек против кучи: Сравнительная таблица

Краткое описание стека против кучи

Оба являются наиболее распространенными способами распределения памяти и хранятся в оперативной памяти компьютера для эффективного управления памятью. Однако доступ к памяти в стеке быстрый, поскольку память управляется автоматически, тогда как в куче память должна управляться вручную, что означает, что вам нужно выделять свободную память самостоятельно, когда блоки больше не требуются. Стек, очевидно, быстрее и проще в использовании благодаря своей гибкости, но у него есть свои плюсы и минусы. Хотя стек не имеет ограничений по объему памяти, его сложно реализовать. Куча медленнее стека, но ее реализация проще.