堆栈与堆内存——它们之间的区别
堆栈和堆内存之间的主要区别
- 栈是一种线性数据结构,而堆是一种分层数据结构。
- 堆栈内存永远不会变得碎片化,而堆内存可能会变得碎片化,因为内存块首先被分配然后被释放。
- 堆栈只能访问局部变量,而堆允许您全局访问变量。
- 堆栈变量不能调整大小,而堆变量可以调整大小。
- 堆栈内存分配在连续的块中,而堆内存则以任意随机顺序分配。
- 堆栈不需要取消分配变量,而堆则需要取消分配。
- 堆栈的分配和释放由编译器指令完成,而堆的分配和释放由程序员完成。
什么是堆栈?
堆栈是计算机内存的一个特殊区域,用于存储函数创建的临时变量。 在堆栈中,变量在运行时被声明、存储和初始化。
它是一个临时存储内存。当计算任务完成后,变量的内存将被自动擦除。堆栈部分主要包含方法、局部变量和引用变量。
什么是堆?
堆是编程语言用来存储全局变量的内存。 默认情况下,所有全局变量都存储在堆内存空间中。 它支持动态内存分配。
堆不会自动为您管理,也不会受到 CPU 的严格管理。 它更像是一个自由浮动的内存区域。
堆栈和堆之间的主要区别
产品型号 | 堆 | 堆 |
---|---|---|
数据结构类型 | 栈是一种线性数据结构。 | 堆是一种分层数据结构。 |
访问速度 | 高速上网 | 比堆栈慢 |
空间管理 | 操作系统有效管理空间,因此内存永远不会碎片化。 | 堆空间的使用效率不高。 内存可能会变得碎片化,因为内存块首先被分配然后被释放。 |
Access | 仅限局部变量 | 它允许您全局访问变量。 |
空间大小限制 | 取决于操作系统的堆栈大小限制。 | 对内存大小没有具体限制。 |
调整大小 | 变量不能调整大小 | 变量可以调整大小。 |
内存分配 | 内存分配在一个连续的块中。 | 内存以任意随机顺序分配。 |
分配和解除分配 | 由编译指令自动完成。 | 它是由程序员手动完成的。 |
解除分配 | 不需要取消分配变量。 | 需要显式取消分配。 |
成本 | Less | 更多 |
实施 | 堆栈可以通过基于简单数组、使用动态内存和基于链表的 3 种方式实现。 | 堆可以使用数组和树来实现。 |
主要问题 | 内存不足 | 内存碎片 |
参考地点 | 自动编译时指令。 | 充足 |
灵活性 | 固定尺寸 | 可以调整大小 |
访问时间 | 更快 | 比较慢 |
使用堆栈的优点
以下是使用堆栈的优点/好处:
- 帮助您以后进先出 (LIFO) 的方式管理数据,这在链表和数组中是不可能的。
- 当一个函数被调用时,局部变量存储在一个堆栈中,一旦返回就会自动销毁。
- 当变量不在该函数之外使用时,将使用堆栈。
- 它允许您控制内存的分配和释放方式。
- Stack 自动清理对象。
- 不易损坏
- 变量不能调整大小。
使用堆的优点
使用堆内存的优点/好处是:
- 堆帮助你找到最大和最小数
- 垃圾收集在堆内存上运行以释放对象使用的内存。
- Heap方法也用在Priority Queue中。
- 它允许您全局访问变量。
- 堆对内存大小没有任何限制。
使用堆栈的缺点
使用堆栈内存的缺点/缺点是:
- 堆栈内存非常有限。
- 在堆栈上创建太多对象会增加堆栈溢出的风险。
- 随机访问是不可能的。
- 变量存储将被覆盖,这有时会导致函数或程序出现未定义的行为。
- 堆栈将落在内存区域之外,这可能会导致异常终止。
使用堆的缺点
使用堆内存的缺点/缺点是:
- 它可以提供操作系统可以提供的最大内存
- 需要更多的时间来计算。
- 内存管理在堆内存中更为复杂,因为它是全局使用的。
- 与堆栈相比,执行需要花费太多时间。
什么时候使用堆或栈?
当您需要分配大块内存时,您应该使用堆。 例如,你想创建一个大数组或大结构来长时间保存该变量,那么你应该在堆上分配它。
但是,如果您使用的是相对较小的变量,那么只有在使用它们的函数处于活动状态时才需要这些变量。 然后你需要使用堆栈,它更快更容易。