Pamięć stosu i sterty – różnica między nimi
Sara Chen
Kluczowa różnica między pamięcią stosu i sterty
- Stos jest liniową strukturą danych, natomiast sterta jest hierarchiczną strukturą danych.
- Pamięć stosu nigdy nie ulegnie fragmentacji, podczas gdy pamięć sterty może ulec fragmentacji, gdy bloki pamięci są najpierw alokowane, a następnie zwalniane.
- Stos uzyskuje dostęp tylko do zmiennych lokalnych, podczas gdy Heap umożliwia globalny dostęp do zmiennych.
- Nie można zmieniać rozmiaru zmiennych stosu, podczas gdy można zmieniać rozmiar zmiennych sterty.
- Pamięć stosu jest przydzielana w ciągłym bloku, podczas gdy pamięć sterty jest przydzielana w dowolnej losowej kolejności.
- Stos nie wymaga cofania alokacji zmiennych, podczas gdy w stercie potrzebne jest cofanie alokacji.
- Alokacja i dealokacja stosu odbywa się za pomocą instrukcji kompilatora, natomiast alokacja i dealokacja sterty jest wykonywana przez programistę.
Co to jest stos?
Stos to specjalny obszar pamięci komputera, w którym przechowywane są zmienne tymczasowe utworzone przez funkcję. Na stosie zmienne są deklarowane, przechowywane i inicjowane w czasie wykonywania.
Jest to pamięć tymczasowa. Po zakończeniu zadania obliczeniowego pamięć zmiennej zostanie automatycznie skasowana. Sekcja stosu zawiera głównie metody, zmienną lokalną i zmienne referencyjne.
Co to jest sterta?
Sterta to pamięć używana przez języki programowania do przechowywania zmiennych globalnych. Domyślnie wszystkie zmienne globalne są przechowywane w przestrzeni pamięci sterty. Obsługuje dynamiczną alokację pamięci.
Sterta nie jest zarządzana automatycznie i nie jest tak ściśle zarządzana przez procesor. Przypomina raczej swobodnie unoszący się obszar pamięci.
Kluczowe różnice między stosem a stertą
| Parametr | Stos | kupa |
|---|---|---|
| Rodzaj struktur danych | Stos to liniowa struktura danych. | Stos jest hierarchiczną strukturą danych. |
| Szybkość dostępu | Szybki dostęp | Wolniej w porównaniu do stosu |
| Zarządzanie przestrzenią | Przestrzeń zarządzana efektywnie przez system operacyjny, dzięki czemu pamięć nigdy nie ulegnie fragmentacji. | Przestrzeń sterty nie jest wykorzystywana tak efektywnie. Pamięć może ulec fragmentacji, gdy bloki pamięci zostaną najpierw przydzielone, a następnie zwolnione. |
| Wejdź | Tylko zmienne lokalne | Umożliwia globalny dostęp do zmiennych. |
| Limit wielkości przestrzeni | Limit rozmiaru stosu zależny od systemu operacyjnego. | Nie ma określonego limitu rozmiaru pamięci. |
| Resize | Nie można zmieniać rozmiaru zmiennych | Można zmieniać rozmiar zmiennych. |
| Przydział pamięci | Pamięć jest alokowana w ciągłym bloku. | Pamięć jest przydzielana w dowolnej losowej kolejności. |
| Alokacja i dealokacja | Wykonywane automatycznie według instrukcji kompilatora. | Robi to ręcznie programista. |
| Dealokacja | Nie wymaga cofania alokacji zmiennych. | Konieczna jest wyraźna dealokacja. |
| Koszty: | Less | Więcej |
| Wdrożenie | Stos można zaimplementować na 3 sposoby: w oparciu o prostą tablicę, pamięć dynamiczną i listę połączoną. | Stertę można zaimplementować przy użyciu tablicy i drzew. |
| Główna kwestia | Niedobór pamięci | Fragmentacja pamięci |
| Miejscowość odniesienia | Automatyczne instrukcje czasu kompilacji. | Odpowiedni |
| Elastyczność | Naprawiono rozmiar | Zmiana rozmiaru jest możliwa |
| Czas dostępu | Szybciej | Wolniej |
Zalety korzystania ze stosu
Oto zalety/korzyści korzystania ze stosu:
- Pomaga zarządzać danymi metodą „ostatnie weszło, pierwsze wyszło” (LIFO), co nie jest możliwe w przypadku połączonej listy i tablicy.
- Po wywołaniu funkcji zmienne lokalne są zapisywane w stosie, który po zwróceniu jest automatycznie niszczony.
- Stos jest używany, gdy zmienna nie jest używana poza tą funkcją.
- Pozwala kontrolować sposób przydzielania i zwalniania pamięci.
- Stos automatycznie czyści obiekt.
- Niełatwo je zepsuć
- Nie można zmieniać rozmiaru zmiennych.
Zalety korzystania ze sterty
Plusy/korzyści korzystania z pamięci sterty to:
- Heap pomaga znaleźć największą i minimalną liczbę
- Wyrzucanie elementów bezużytecznych jest uruchamiane w pamięci sterty, aby zwolnić pamięć używaną przez obiekt.
- Metoda sterty używana również w kolejce priorytetowej.
- Umożliwia globalny dostęp do zmiennych.
- Sterta nie ma żadnego ograniczenia rozmiaru pamięci.
Wady korzystania ze stosu
Wady/wady korzystania z pamięci stosu to:
- Pamięć stosu jest bardzo ograniczona.
- Tworzenie zbyt wielu obiektów na stosie może zwiększyć ryzyko przepełnienia stosu.
- Losowy dostęp nie jest możliwy.
- Pamięć zmiennych zostanie nadpisana, co czasami prowadzi do niezdefiniowanego zachowania funkcji lub programu.
- Stos wypadnie poza obszar pamięci, co może prowadzić do nieprawidłowego zakończenia.
Wady korzystania ze sterty
Wady/wady korzystania z pamięci Heaps to:
- Może zapewnić maksymalną ilość pamięci, jaką może zapewnić system operacyjny
- Obliczenia zajmują więcej czasu.
- Zarządzanie pamięcią jest bardziej skomplikowane w przypadku pamięci sterty, ponieważ jest ona używana globalnie.
- Wykonanie zajmuje zbyt dużo czasu w porównaniu ze stosem.
Kiedy używać sterty lub stosu?
Jeśli chcesz przydzielić duży blok pamięci, powinieneś użyć sterty. Na przykład, jeśli chcesz utworzyć tablicę o dużym rozmiarze lub dużą strukturę, aby przechowywać tę zmienną przez długi czas, powinieneś przydzielić ją na stercie.
Jeśli jednak pracujesz ze stosunkowo małymi zmiennymi, które są wymagane tylko do momentu, gdy funkcja ich używająca będzie aktywna. Następnie musisz użyć stosu, co jest szybsze i łatwiejsze.
