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
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
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
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.