Zásobník vs Hromadná paměť – rozdíl mezi nimi
Klíčový rozdíl mezi zásobníkovou a haldou paměti
- Stack je lineární datová struktura, zatímco Heap je hierarchická datová struktura.
- Paměť zásobníku se nikdy nefragmentuje, zatímco paměť haldy se může fragmentovat, protože bloky paměti jsou nejprve alokovány a poté uvolněny.
- Stack přistupuje pouze k lokálním proměnným, zatímco Heap vám umožňuje přistupovat k proměnným globálně.
- Velikost proměnných zásobníku nelze změnit, zatímco proměnných haldy lze změnit.
- Paměť zásobníku je alokována v souvislém bloku, zatímco paměť haldy je alokována v libovolném náhodném pořadí.
- Stack nevyžaduje de-alokaci proměnných, zatímco v Heap je de-allocation potřeba.
- Alokaci a dealokaci zásobníku provádí instrukce kompilátoru, zatímco alokaci a dealokaci haldy provádí programátor.
Co je zásobník?
Zásobník je speciální oblast paměti počítače, která ukládá dočasné proměnné vytvořené funkcí. V zásobníku jsou proměnné deklarovány, ukládány a inicializovány za běhu.
Je to dočasná paměť. Po dokončení výpočetní úlohy se paměť proměnné automaticky vymaže. Sekce zásobníku většinou obsahuje metody, lokální proměnné a referenční proměnné.
Co je Heap?
Halda je paměť používaná programovacími jazyky k ukládání globálních proměnných. Ve výchozím nastavení jsou všechny globální proměnné uloženy v paměti haldy. Podporuje dynamické přidělování paměti.
Halda není spravována automaticky za vás a není tak přísně spravována CPU. Je to spíše jako volně plovoucí oblast paměti.
Klíčové rozdíly mezi zásobníkem a haldou
Parametr | Stoh | halda |
---|---|---|
Typ datových struktur | Zásobník je lineární datová struktura. | Halda je hierarchická datová struktura. |
Rychlost přístupu | Vysokorychlostní přístup | Pomalejší ve srovnání se zásobníkem |
Správa vesmíru | Operační systém efektivně spravuje prostor, takže paměť nikdy nebude fragmentována. | Prostor haldy není využíván tak efektivně. Paměť se může fragmentovat, protože bloky paměti jsou nejprve přiděleny a poté uvolněny. |
Přístup | Pouze lokální proměnné | Umožňuje vám globálně přistupovat k proměnným. |
Limit velikosti prostoru | Omezení velikosti zásobníku v závislosti na OS. | Nemá konkrétní limit velikosti paměti. |
Změna velikosti | Velikost proměnných nelze měnit | Velikost proměnných lze měnit. |
Přidělení paměti | Paměť je alokována v souvislém bloku. | Paměť je alokována v libovolném náhodném pořadí. |
Přidělování a přidělování | Automaticky prováděno instrukcemi kompilátoru. | Provádí to ručně programátor. |
Rozdělení | Nevyžaduje zrušení alokace proměnných. | Je zapotřebí explicitní rozdělení. |
Stát | Less | Více |
Implementace | Zásobník lze implementovat 3 způsoby na základě jednoduchého pole, pomocí dynamické paměti a na základě propojeného seznamu. | Haldu lze implementovat pomocí pole a stromů. |
Hlavní problém | Nedostatek paměti | Fragmentace paměti |
Referenční lokalita | Instrukce pro automatickou kompilaci. | Přiměřený |
Flexibilita | Pevná velikost | Změna velikosti je možná |
Čas přístupu | Rychlejší | Pomaleji |
Výhody použití Stack
Zde jsou výhody/výhody použití zásobníku:
- Pomáhá vám spravovat data metodou Last In First Out (LIFO), což není možné s propojeným seznamem a polem.
- Když je funkce volána, lokální proměnné jsou uloženy v zásobníku a ten je po návratu automaticky zničen.
- Zásobník se používá, když se proměnná nepoužívá mimo tuto funkci.
- Umožňuje vám řídit, jak je paměť alokována a uvolněna.
- Stack automaticky vyčistí objekt.
- Nelze snadno poškodit
- Velikost proměnných nelze měnit.
Výhody použití Heap
Výhody/výhody použití haldové paměti jsou:
- Halda vám pomůže najít největší a minimální počet
- Shromažďování odpadků běží na paměti haldy, aby se uvolnila paměť používaná objektem.
- Metoda haldy se také používá v prioritní frontě.
- Umožňuje vám globálně přistupovat k proměnným.
- Halda nemá žádné omezení velikosti paměti.
Nevýhody použití Stack
Nevýhody/nevýhody používání Stack paměti jsou:
- Paměť zásobníku je velmi omezená.
- Vytvoření příliš velkého množství objektů v zásobníku může zvýšit riziko přetečení zásobníku.
- Náhodný přístup není možný.
- Proměnné úložiště bude přepsáno, což někdy vede k nedefinovanému chování funkce nebo programu.
- Zásobník spadne mimo oblast paměti, což může vést k abnormálnímu ukončení.
Nevýhody použití Heap
Nevýhody/nevýhody používání paměti Heaps jsou:
- Může poskytnout maximální paměť, kterou může OS poskytnout
- Výpočet zabere více času.
- Správa paměti je složitější v haldové paměti, protože se používá globálně.
- Ve srovnání se zásobníkem trvá provádění příliš dlouho.
Kdy použít haldu nebo zásobník?
Haldu byste měli použít, když potřebujete alokovat velký blok paměti. Chcete-li například vytvořit velké pole nebo velkou strukturu, aby se tato proměnná udržela po dlouhou dobu, měli byste ji alokovat na hromadu.
Pokud však pracujete s relativně malými proměnnými, které jsou vyžadovány pouze do doby, než je funkce, která je používá, naživu. Pak musíte použít zásobník, který je rychlejší a jednodušší.