Стекова срещу купчина памет – разлика между тях

Ключова разлика между стекова и купчина памет

  • Стекът е линейна структура от данни, докато Heap е йерархична структура от данни.
  • Паметта на стека никога няма да бъде фрагментирана, докато паметта на купчината може да стане фрагментирана, тъй като блоковете памет първо се разпределят и след това се освобождават.
  • Stack има достъп само до локални променливи, докато Heap ви позволява глобален достъп до променливи.
  • Променливите на стека не могат да бъдат преоразмерени, докато променливите на стека могат да бъдат преоразмерени.
  • Паметта на стека се разпределя в непрекъснат блок, докато паметта на купчината се разпределя в произволен ред.
  • Stack не изисква де-алокация на променливи, докато в Heap е необходимо де-алокация.
  • Разпределението и освобождаването на стека се извършва от инструкции на компилатора, докато разпределението и освобождаването на Heap се извършва от програмиста.

Какво е стек?

Стекът е специална област от паметта на компютъра, която съхранява временни променливи, създадени от функция. В стека променливите се декларират, съхраняват и инициализират по време на изпълнение.

Това е памет за временно съхранение. Когато изчислителната задача приключи, паметта на променливата ще бъде автоматично изтрита. Разделът на стека съдържа предимно методи, локална променлива и референтни променливи.

Какво е Heap?

Купчината е памет, използвана от езиците за програмиране за съхраняване на глобални променливи. По подразбиране всички глобални променливи се съхраняват в паметта на купчина. Поддържа динамично разпределение на паметта.

Купчината не се управлява автоматично за вас и не се управлява толкова строго от процесора. Това е по-скоро като свободно плаващ регион на паметта.

Основни разлики между стека и купчината

Основни разлики между стека и купчината

Параметър Стек купчина
Тип структури от данни Стекът е линейна структура от данни. Heap е йерархична структура от данни.
Скорост на достъп Високоскоростен достъп По-бавно в сравнение със стека
Управление на пространството Пространството се управлява ефективно от ОС, така че паметта никога няма да бъде фрагментирана. Heap пространството не се използва толкова ефективно. Паметта може да стане фрагментирана, тъй като блоковете памет първо се разпределят и след това се освобождават.
Достъп Само локални променливи Позволява ви достъп до променливи глобално.
Ограничение на размера на пространството Ограничение за размера на стека в зависимост от ОС. Няма конкретно ограничение за размера на паметта.
Преоразмеряване Променливите не могат да се преоразмеряват Променливите могат да бъдат преоразмерени.
Разпределение на паметта Паметта се разпределя в непрекъснат блок. Паметта се разпределя в произволен ред.
Разпределяне и освобождаване Автоматично извършено от инструкциите на компилатора. Извършва се ръчно от програмиста.
Делокация Не изисква премахване на разпределението на променливи. Необходимо е изрично деалокиране.
цена Less Повече
изпълнение Стекът може да бъде реализиран по 3 начина на базата на прост масив, използване на динамична памет и базиран на свързан списък. Купчината може да бъде реализирана с помощта на масив и дървета.
Основен проблем Недостиг на памет Фрагментация на паметта
Референтно местоположение Инструкции за автоматично компилиране. Адекватен
Гъвкавост Фиксиран размер Възможно е преоразмеряване
Време за достъп По-бързо По-бавно

Предимства на използването на Stack

Предимства на използването на Stack

Ето плюсовете/ползите от използването на стека:

  • Помага ви да управлявате данните в метода Last In First Out (LIFO), което не е възможно със свързан списък и масив.
  • Когато се извика функция, локалните променливи се съхраняват в стек и той автоматично се унищожава, след като бъде върнат.
  • Стекът се използва, когато променлива не се използва извън тази функция.
  • Тя ви позволява да контролирате как паметта се разпределя и освобождава.
  • Stack автоматично почиства обекта.
  • Не се поврежда лесно
  • Променливите не могат да се преоразмеряват.

Предимства от използването на Heap

Предимства от използването на Heap

Плюсовете/ползите от използването на куп памет са:

  • Heap ви помага да намерите най-голямото и минималното число
  • Събирането на боклука се изпълнява в паметта на стека, за да се освободи паметта, използвана от обекта.
  • Heap методът се използва и в приоритетната опашка.
  • Позволява ви достъп до променливи глобално.
  • Heap няма ограничение за размера на паметта.

Недостатъци на използването на Stack

Минуси/недостатъци на използването на стекова памет са:

  • Паметта на стека е много ограничена.
  • Създаването на твърде много обекти в стека може да увеличи риска от препълване на стека.
  • Произволен достъп не е възможен.
  • Съхранението на променливи ще бъде презаписано, което понякога води до недефинирано поведение на функцията или програмата.
  • Стекът ще падне извън областта на паметта, което може да доведе до необичайно прекъсване.

Недостатъци на използването на Heap

Минусите/недостатъците на използването на Heaps памет са:

  • Може да осигури максималната памет, която една операционна система може да предостави
  • Отнема повече време за изчисляване.
  • Управлението на паметта е по-сложно в heap паметта, тъй като се използва глобално.
  • Отнема твърде много време за изпълнение в сравнение със стека.

Кога да използвате Heap или stack?

Трябва да използвате heap, когато трябва да разпределите голям блок памет. Например, искате да създадете масив с голям размер или голяма структура, за да запазите тази променлива за дълго време, тогава трябва да я разпределите в купчината.

Въпреки това, ако работите с относително малки променливи, които са необходими само докато функцията, която ги използва, е жива. След това трябва да използвате стека, което е по-бързо и по-лесно.