Різниця між стеком і купами

Управління пам'яттю - це основне явище операційної системи, яка використовується для обробки або управління первинною пам'яттю з метою управління правами на доступ до пам'яті на комп'ютері. Мета - не допустити жодного процесу до доступу до пам'яті, яка йому ще не була виділена.

Операційна система виділяє пам'ять для кожного процесу, який розділений на сегменти. Stack і Heap - це два способи розподілення пам'яті в операційній системі.

Сегмент стека використовується для зберігання змінних локальних функцій, які створюються автоматично, тоді як сегмент купи використовується для динамічно розподіленої пам'яті.

Обидва зберігаються в комп'ютерній оперативній пам’яті, і вони можуть рости і стискатися під час виконання програми. Давайте обговоримо їх детально та порівняємо їх, щоб зрозуміти, який із них кращий.

Що таке стек?

Сегмент стека - це технологія управління пам'яттю, що використовується для розподілу статичної пам'яті. Це особлива область пам'яті комп'ютера, яка використовується для зберігання локальних змінних функцій. Коли викликається функція, пам'ять розподіляється десь з усіх локальних змінних, і ви можете отримати доступ до цих змінних, коли ви знаєте їх розташування. Блоки пам'яті звільняються, коли функція припиняється. Стек - це один із способів ефективної реалізації цього процесу. Розгляньте це як основну структуру даних, де елементи розташовані один на одного, як стек. Аналогічно, доступ до локальних змінних можна отримати за допомогою натискання та вискакування. Натискання відноситься до додавання елементів у стек, а спливаючі засоби - вилучення елементів із стека. Доступ до елементів можна отримати з стека в порядку "останній-перший-вихід" (LIFO).

Що таке купа?

Купа відноситься до великого пулу пам'яті, що використовується для динамічного розподілу пам'яті, що означає, що пам'ять залишається виділеною доти, доки програма не буде припинена або не буде звільнено пам'ять. Пам'ять виділяється випадковим чином, тому немає простого способу отримати доступ до пам'яті. На відміну від сегмента стека, елементи звільняються у зворотному порядку, як вони були спочатку розподілені. Простіше кажучи, пам’ять виділяється програмам за запитом і звільняється, коли це більше не потрібно. Елементи купи не залежать один від одного, тобто до них можна отримати доступ під час запуску програми та звільнення, коли програма закінчується. Це як глобальний пул пам’яті, що використовується для зберігання глобальних змінних та багатьох змінних, на які посилається.

Різниця між Стек і Хіпом

Значення стека та купи

В архітектурі комп'ютера стек - це особлива область пам'яті комп'ютера, явно виділена для автоматичних змінних. У програмуванні автоматична змінна - це локальна змінна, що означає, що область змінної є локальною для блоку, в якому вона оголошена. Пам'ять виділяється автоматично цим змінним при вході в блок і пам'ять звільняється після виходу. Heap, з іншого боку, - це частина пам'яті комп'ютера, яка використовується для динамічного розподілу пам'яті, тобто блоки пам'яті розподіляються та виділяються випадковим чином.

Виділення пам’яті для стека та купи

Стек використовується для зберігання локальних змінних, обсяг яких визначений у функції. У технічному плані стек підтримує статичний розподіл пам'яті, який відповідає локальним статичним змінним та областям змінних. Пам'ять виділяється перед виконанням програми, як правило, під час компіляції, а використовувана структура даних називається стеком. Heap, з іншого боку, використовується для динамічного розподілу пам'яті, тобто пам'ять виділяється вручну під час виконання програми під час виконання програми. Програми вимагають пам'яті, як правило, для додавання вузла до структури даних і повертаються, якщо не потрібно.

Доступ до стеку та купи

Стек управляється та оптимізується процесором, і до них можна отримати доступ у порядку "останній-перший-вихід" (LIFO). LIFO посилається на метод зберігання даних у стеках пам'яті, в яких останній блок пам'яті перший повинен бути звільнений і навпаки. Це забезпечує ефективне управління пам'яттю. Елементи купи, навпаки, не залежать один від одного, і до них можна отримати доступ довільно, тобто блок пам'яті може бути розподілений і звільнений у будь-який час незалежно від їх порядку. На відміну від стеків, купи не мають певного шаблону для розподілу та розміщення блоків пам'яті.

Змінні у стеці та купі

Пам'ять керується автоматично в стеці, а змінні розподіляються та розподіляються автоматично, тобто стек зарезервований лише для тимчасових змінних. Локальні змінні стають активними, коли функція виконується, і коли вона закінчується, змінні виходять із сфери дії, тобто область застосування змінної є локальною для функції та існує до тих пір, поки ця функція виконується. На відміну від стека, пам’ять виділяється, оскільки програма працює в купі, що робить трохи повільніше доступ до змінних, що зберігаються тут. Оскільки в резервуванні блоків немає конкретного порядку, блоки пам'яті можуть бути розподілені та безкоштовні в будь-який час.

Стек проти Хіпа: порівняльна діаграма

Підсумок Stack vs Heap

Обидва є найпоширенішими способами розподілу пам'яті і зберігаються в оперативній пам'яті комп'ютера для ефективного управління пам'яттю. Однак доступ до пам'яті в стеці швидкий, оскільки пам'яттю управляється автоматично, тоді як в купі, пам’яттю потрібно керувати вручну, тобто потрібно самостійно виділити вільну пам'ять, коли блоки більше не потрібні. Стек, очевидно, швидший і простіший у використанні завдяки своїй гнучкості, але він має неабияку частку плюсів і мінусів. Хоча стек не обмежує розмір пам’яті, це трохи важко реалізувати. Купа повільніше, ніж стек, але її реалізація простіша.