Стекова пам’ять проти купової пам’яті – різниця між ними
Сара Чен
Ключова різниця між стековою та куповою пам’яттю
- Стек — це лінійна структура даних, а купа — це ієрархічна структура даних.
- Стекова пам’ять ніколи не стане фрагментованою, тоді як пам’ять купи може стати фрагментованою, оскільки блоки пам’яті спочатку виділяються, а потім звільняються.
- Стек має доступ лише до локальних змінних, тоді як купа дозволяє вам отримати доступ до змінних глобально.
- Змінні стека не можна змінити, тоді як розмір змінних купи можна змінити.
- Стекова пам'ять виділяється в безперервному блоці, тоді як пам'ять купи виділяється в будь-якому випадковому порядку.
- Стек не потребує деаллокації змінних, тоді як у купі деаллокація потрібна.
- Розподіл і звільнення стека виконується інструкціями компілятора, тоді як розподіл і зняття купи виконується програмістом.
Що таке стек?
Стек — це спеціальна область пам’яті комп’ютера, яка зберігає тимчасові змінні, створені функцією. У стеку змінні оголошуються, зберігаються та ініціалізуються під час виконання.
Це пам'ять для тимчасового зберігання. Після завершення обчислювального завдання пам’ять змінної буде автоматично стерта. Розділ стеку здебільшого містить методи, локальну змінну та посилальні змінні.
Що таке Heap?
Купа - це пам'ять, яка використовується мовами програмування для зберігання глобальних змінних. За замовчуванням усі глобальні змінні зберігаються в пам’яті купи. Він підтримує динамічний розподіл пам'яті.
Купа не керується автоматично для вас і не настільки чітко керується ЦП. Це більше схоже на вільно плаваючу область пам'яті.
Ключові відмінності між стеком і купою
| Параметр | Стек | купа |
|---|---|---|
| Тип структур даних | Стек — це лінійна структура даних. | Купа — це ієрархічна структура даних. |
| Швидкість доступу | Швидкісний доступ | Повільніше порівняно зі стеком |
| Управління космосом | Операційна система ефективно керує простором, тому пам’ять ніколи не фрагментується. | Простір купи використовується не настільки ефективно. Пам'ять може стати фрагментованою, оскільки блоки пам'яті спочатку виділяються, а потім звільняються. |
| Доступ | Лише локальні змінні | Це дозволяє отримати глобальний доступ до змінних. |
| Обмеження розміру місця | Обмеження розміру стека залежить від ОС. | Не має певного обмеження на обсяг пам'яті. |
| Зміна розміру | Розмір змінних не можна змінити | Розміри змінних можна змінювати. |
| Розподіл пам'яті | Пам'ять розподіляється в безперервному блоці. | Пам'ять виділяється в довільному порядку. |
| Розподіл і звільнення | Виконується автоматично за інструкціями компілятора. | Це робиться програмістом вручну. |
| Вивільнення | Не вимагає скасування розподілу змінних. | Потрібне явне скасування розподілу. |
| Коштувати | Less | більше |
| Реалізація | Стек може бути реалізований трьома способами на основі простого масиву, використання динамічної пам’яті та на основі зв’язаного списку. | Купу можна реалізувати за допомогою масиву та дерев. |
| Головне питання | Дефіцит пам'яті | Фрагментація пам'яті |
| Місцевість посилання | Інструкції щодо часу автоматичної компіляції. | Адекватний |
| Гнучкість | Фіксований розмір | Можлива зміна розміру |
| Час доступу | Швидше | Повільніше |
Переваги використання Stack
Ось плюси/переваги використання стека:
- Допомагає керувати даними за методом «Останній прийшов, першим вийшов» (LIFO), який неможливий із зв’язаним списком і масивом.
- Коли функція викликається, локальні змінні зберігаються в стеку, і він автоматично знищується після повернення.
- Стек використовується, коли змінна не використовується поза цією функцією.
- Це дозволяє вам контролювати, як пам'ять розподіляється та звільняється.
- Стек автоматично очищає об'єкт.
- Нелегко пошкодити
- Розмір змінних не можна змінити.
Переваги використання Heap
Плюси/переваги використання кучової пам’яті:
- Купа допомагає знайти найбільше та найменше число
- Збирання сміття виконується в пам’яті купи, щоб звільнити пам’ять, яку використовує об’єкт.
- Метод купи також використовується в черзі пріоритетів.
- Це дозволяє отримати глобальний доступ до змінних.
- Heap не має обмежень щодо розміру пам’яті.
Недоліки використання Stack
Мінуси/недоліки використання стекової пам’яті:
- Пам'ять стека дуже обмежена.
- Створення занадто великої кількості об’єктів у стеку може збільшити ризик переповнення стеку.
- Довільний доступ неможливий.
- Зберігання змінних буде перезаписано, що іноді призводить до невизначеної поведінки функції чи програми.
- Стек вийде за межі області пам’яті, що може призвести до ненормального завершення.
Недоліки використання Heap
Мінуси/недоліки використання пам’яті Heaps:
- Він може надати максимальну пам’ять, яку може надати ОС
- На обчислення потрібно більше часу.
- Керування пам’яттю складніше в пам’яті купи, оскільки вона використовується глобально.
- Виконання займає занадто багато часу порівняно зі стеком.
Коли використовувати купу чи стек?
Ви повинні використовувати купу, коли вам потрібно виділити великий блок пам’яті. Наприклад, ви хочете створити масив великого розміру або велику структуру, щоб зберегти цю змінну протягом тривалого часу, тоді вам слід розмістити її в купі.
Однак, якщо ви працюєте з відносно невеликими змінними, які потрібні лише доти, доки функція, яка їх використовує, не активна. Потім потрібно скористатися стеком, що швидше і простіше.
