Stack versus heap-geheugen – het verschil daartussen

Belangrijkste verschil tussen stapel- en heapgeheugen

Stack is een lineaire datastructuur, terwijl Heap een hiërarchische datastructuur is.
Stapelgeheugen zal nooit gefragmenteerd raken, terwijl heapgeheugen gefragmenteerd kan raken omdat geheugenblokken eerst worden toegewezen en vervolgens worden vrijgegeven.
Stack heeft alleen toegang tot lokale variabelen, terwijl Heap u globaal toegang geeft tot variabelen.
Het formaat van stapelvariabelen kan niet worden gewijzigd, terwijl het formaat van heapvariabelen wel kan worden gewijzigd.
Stapelgeheugen wordt toegewezen in een aaneengesloten blok, terwijl heapgeheugen in willekeurige volgorde wordt toegewezen.
Voor Stack is het niet nodig om de toewijzing van variabelen ongedaan te maken, terwijl bij Heap de toewijzing wel nodig is.
Stacktoewijzing en deallocatie worden gedaan door compilerinstructies, terwijl Heap-toewijzing en deallocatie door de programmeur wordt gedaan.

Wat is een stapel?

Een stapel is een speciaal gedeelte van het computergeheugen waarin tijdelijke variabelen worden opgeslagen die door een functie zijn gemaakt. In stack worden variabelen gedeclareerd, opgeslagen en geïnitialiseerd tijdens runtime.

Het is een tijdelijk opslaggeheugen. Wanneer de rekentaak voltooid is, wordt het geheugen van de variabele automatisch gewist. De stapelsectie bevat voornamelijk methoden, lokale variabelen en referentievariabelen.

Wat is hoop?

De heap is een geheugen dat door programmeertalen wordt gebruikt om globale variabelen op te slaan. Standaard worden alle globale variabelen opgeslagen in heap-geheugenruimte. Het ondersteunt dynamische geheugentoewijzing.

De heap wordt niet automatisch voor u beheerd en wordt niet zo strak beheerd door de CPU. Het lijkt meer op een vrij zwevend geheugengebied.

Belangrijkste verschillen tussen stapel en hoop

Parameter	Opstapelen	Hoop
Type datastructuren	Een stapel is een lineaire datastructuur.	Heap is een hiërarchische datastructuur.
Toegangssnelheid	Snelle toegang	Langzamer vergeleken met stapelen
Ruimtebeheer	Ruimte die efficiënt wordt beheerd door het besturingssysteem, zodat het geheugen nooit gefragmenteerd raakt.	Heap Space wordt niet zo efficiënt gebruikt. Het geheugen kan gefragmenteerd raken als geheugenblokken eerst worden toegewezen en vervolgens worden vrijgegeven.
Toegang	Alleen lokale variabelen	Hiermee kunt u wereldwijd toegang krijgen tot variabelen.
Beperking van de ruimtegrootte	Limiet op stapelgrootte afhankelijk van besturingssysteem.	Heeft geen specifieke limiet voor de geheugengrootte.
resize	Het formaat van variabelen kan niet worden gewijzigd	Variabelen kunnen worden vergroot of verkleind.
Geheugentoewijzing	Geheugen wordt toegewezen in een aaneengesloten blok.	Geheugen wordt in willekeurige volgorde toegewezen.
Allocatie en deallocatie	Automatisch gedaan door compilerinstructies.	Het wordt handmatig gedaan door de programmeur.
Deallocatie	Het is niet nodig om de toewijzing van variabelen ongedaan te maken.	Er is een expliciete de-allocatie nodig.
Kosten	Less	Meer
Implementatie	Een stapel kan op 3 manieren worden geïmplementeerd: eenvoudig op array-basis, met behulp van dynamisch geheugen en op basis van gekoppelde lijsten.	Heap kan worden geïmplementeerd met behulp van array en bomen.
Hoofdzaak	Tekort aan geheugen	Geheugenfragmentatie
Plaats van referentie	Automatische compileertijdinstructies.	Voldoende
Flexibiliteit	Vaste maat	Het formaat wijzigen is mogelijk
Toegangstijd	Sneller	langzamer

Voordelen van het gebruik van Stack

Hier zijn de voor- en voordelen van het gebruik van stack:

Helpt u bij het beheren van de gegevens in een Last In First Out (LIFO)-methode, wat niet mogelijk is met gekoppelde lijst en array.
Wanneer een functie wordt aangeroepen, worden de lokale variabelen opgeslagen in een stapel. Deze wordt automatisch vernietigd zodra de functie wordt geretourneerd.
Een stapel wordt gebruikt als een variabele buiten die functie niet wordt gebruikt.
Hiermee kunt u bepalen hoe geheugen wordt toegewezen en ongedaan gemaakt.
Stack ruimt het object automatisch op.
Niet gemakkelijk beschadigd
Het formaat van variabelen kan niet worden gewijzigd.

Voordelen van het gebruik van Heap

Voordelen/voordelen van het gebruik van heapgeheugen zijn:

Heap helpt je om het grootste en minimale aantal te vinden
Garbage collection draait op het heap-geheugen om het geheugen vrij te maken dat door het object wordt gebruikt.
Heap-methode wordt ook gebruikt in de Priority Queue.
Hiermee kunt u wereldwijd toegang krijgen tot variabelen.
Heap heeft geen limiet op de geheugengrootte.

Nadelen van het gebruik van Stack

Nadelen/nadelen van het gebruik van Stack-geheugen zijn:

Het stapelgeheugen is zeer beperkt.
Als u te veel objecten op de stapel plaatst, kan het risico op stapeloverloop toenemen.
Willekeurige toegang is niet mogelijk.
Variabele opslag wordt overschreven, wat soms leidt tot ongedefinieerd gedrag van de functie of het programma.
De stapel valt buiten het geheugengebied, wat tot een abnormale beëindiging kan leiden.

Nadelen van het gebruik van Heap

Nadelen/nadelen van het gebruik van Heaps-geheugen zijn:

Het kan het maximale geheugen bieden dat een besturingssysteem kan bieden
Het kost meer tijd om te berekenen.
Geheugenbeheer is ingewikkelder in heap-geheugen omdat het wereldwijd wordt gebruikt.
Het kost te veel tijd bij de uitvoering vergeleken met de stapel.

Wanneer gebruik je de Heap of Stack?

U moet heap gebruiken als u een groot geheugenblok moet toewijzen. Als u bijvoorbeeld een grote array of grote structuur wilt maken om die variabele lang te behouden, moet u deze aan de heap toewijzen.

Als u echter met relatief kleine variabelen werkt, zijn deze alleen nodig totdat de functie die ze gebruikt actief is. Dan moet je de stapel gebruiken, wat sneller en gemakkelijker is.