Понимание памяти стека и кучи
Если вы программист или кто-то, кто проявляет большой интерес к компьютерам, вы обязательно столкнетесь со стеком и кучей памяти. Многие люди ошибочно используют эти термины как синонимы. Важно знать, как выглядит выделение памяти и чем отличается выделение стека и кучи.
Возможно, вы знакомы с концепциями кучи и стека как структур данных. Но вы должны помнить, что выделение памяти кучи и стека – это другое понятие. Знание этих фундаментальных принципов может иметь решающее значение при отладке сложной проблемы кодирования или при трудном собеседовании. Читайте дальше, когда мы перейдем к пониманию распределения памяти в стеке и куче.
Распределение памяти стека
Выделение памяти стека – это метод временного выделения, который выполняется в стеке вызовов функций. Компилятор управляет памятью, выделяемой для временных переменных, созданных функцией программиста. Как только он полностью выполнит код внутри функции, компилятор автоматически освободит эту временную память.
Программа может очень быстро получить доступ к переменным в стеке, потому что они хранятся непосредственно в основной памяти. Функция или метод также могут вызывать другую функцию / метод. Поэтому важно, чтобы компилятор эффективно управлял различными переменными для каждого вызова функции.
Программа выделяет стековую память при первом вызове функции. Если программист объявляет переменную или массив внутри конкретной функции, компилятор резервирует дополнительную память в стеке вызовов функции.
Важно помнить, что компилятор автоматически выделяет и освобождает стек. В результате программисту не нужно об этом беспокоиться. Однако хорошей практикой программирования является использование как можно меньше памяти стека. Это означает грамотное написание кода, не требующее каких-либо временных переменных метода.
Программисты часто допускают ошибку, используя указатель для доступа к данным в стековой памяти. Но стек вызовов функции освобождается, как только функция возвращается. Иногда указатель возвращает правильные данные, несмотря на то, что стек был полностью освобожден. Но в большинстве случаев неверный указатель памяти возвращает ненужное значение. Всегда рекомендуется избегать такого ненадежного использования указателей.
Распределение памяти в куче
Память, выделенная в куче, часто называется распределением динамической памяти. В отличие от стековой памяти, задача программиста – выделять и освобождать память в куче. Вы можете думать о куче как о фрагменте памяти, доступном программисту.
Размер кучи зависит от размера виртуальной памяти, доступной программе. Доступ к памяти кучи осуществляется медленнее по сравнению с данными, хранящимися в стеке вызовов функций. Программисты могут явно выделять и освобождать блоки в куче. Это позволяет им сохранять возвращаемое значение функций или переменных, не сталкиваясь с ненужными значениями и перезаписываемыми сегментами памяти.
В некоторых языках программирования, таких как C ++, программисты используют ключевое слово new для выделения необходимого объема памяти и delete для освобождения. Также считается хорошей практикой сбрасывать указатели на null, чтобы избежать неопределенного поведения.
Поскольку программист явно управляет памятью кучи, они несут ответственность за ее освобождение перед завершением программы. Неспособность правильно управлять явно объявленной памятью может вызвать утечку памяти и висячие указатели. Это может привести к неожиданным неопределенным сбоям в вашем коде.
Хороший программист знает свою память
Выделение памяти – важная часть работы программ. Хороший программист должен эффективно использовать системные ресурсы. Понимание сложных деталей распределения памяти стека и кучи позволит вам стать лучшим программистом.