Stack- und Heap-Speicher verstehen
Wenn Sie Programmierer sind oder sich für Computer interessieren, sind Sie bestimmt schon auf Stack- und Heap-Speicher gestoßen. Viele Leute verwenden diese Begriffe fälschlicherweise synonym. Es ist wichtig zu wissen, wie die Speicherzuordnung aussieht und wie sich die Stack- und Heapzuordnung unterscheidet.
Sie kennen vielleicht die Konzepte von Heap und Stack als Datenstrukturen. Sie sollten jedoch bedenken, dass die Zuweisung von Heap- und Stack-Speicher ein anderes Konzept ist. Die Kenntnis dieser grundlegenden Prinzipien kann den Unterschied ausmachen, wenn Sie ein komplexes Codierungsproblem beheben oder sich einem schwierigen Vorstellungsgespräch stellen müssen. Lesen Sie weiter, während wir zum Verständnis der Stack- und Heap-Speicherzuordnung gelangen.
Stack-Speicherzuweisung
Die Stack-Speicherzuweisung ist eine temporäre Zuweisungsmethode, die im Funktionsaufruf-Stack stattfindet. Der Compiler verwaltet den Speicher, um temporäre Variablen zuzuweisen, die von einer Programmierfunktion erstellt wurden. Sobald er den Code innerhalb einer Funktion vollständig ausgeführt hat, gibt der Compiler diesen temporären Speicher automatisch frei.
Ein Programm kann sehr schnell auf Variablen auf dem Stack zugreifen, da diese direkt im Hauptspeicher abgelegt werden. Eine Funktion oder Methode kann auch eine andere Funktion/Methode aufrufen. Daher ist es wichtig, dass der Compiler die verschiedenen Variablen für jeden Funktionsaufruf effektiv verwaltet.
Ein Programm weist Stapelspeicher zu, wenn es zum ersten Mal eine Funktion aufruft. Wenn ein Programmierer eine Variable oder ein Array innerhalb der spezifischen Funktion deklariert, reserviert der Compiler zusätzlichen Speicher im Funktionsaufruf-Stack.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass der Compiler die Zuweisung und Freigabe des Stapels automatisch durchführt. Daher muss sich der Programmierer nicht darum kümmern. Es ist jedoch eine gute Programmierpraxis, so wenig Stapelspeicher wie möglich zu belegen. Das bedeutet, Code intelligent zu schreiben, sodass keine temporären Methodenvariablen erforderlich sind.
Programmierer machen oft den Fehler, einen Zeiger zu verwenden, um auf Daten im Stapelspeicher zuzugreifen. Aber der Funktionsaufruf-Stack wird freigegeben, sobald die Funktion zurückkehrt. Manchmal gibt der Zeiger die richtigen Daten zurück, obwohl der Stapel vollständig freigegeben wurde. Aber meistens gibt der ungültige Speicherzeiger einen Junk-Wert zurück. Es wird immer empfohlen, eine solche unzuverlässige Verwendung von Zeigern zu vermeiden.
Heap-Speicherzuweisung
Im Heap zugewiesener Speicher wird häufig als dynamische Speicherzuweisung bezeichnet. Im Gegensatz zum Stapelspeicher ist es die Aufgabe des Programmierers, Speicher im Heap zuzuweisen und freizugeben. Sie können sich Heap-Speicher als einen Speicherblock vorstellen, der dem Programmierer zur Verfügung steht.
Die Größe des Heap-Speichers hängt von der Größe des virtuellen Speichers ab, der dem Programm zur Verfügung steht. Der Zugriff auf den Heap-Speicher ist im Vergleich zu den im Funktionsaufrufstapel gespeicherten Daten langsamer. Programmierer können Blöcke im Heap explizit zuordnen und freigeben. Auf diese Weise können sie den Rückgabewert von Funktionen oder Variablen speichern, ohne auf Junk-Werte und überschriebene Speichersegmente zu stoßen.
In einigen Programmiersprachen wie C++ verwenden Programmierer das Schlüsselwort new , um die erforderliche Speichergröße zuzuweisen, und löschen , um die Zuweisung aufzuheben. Es wird auch als bewährtes Verfahren angesehen, die Zeiger auf null zurückzusetzen, um undefiniertes Verhalten zu vermeiden.
Da der Programmierer den Heap-Speicher explizit verwaltet, ist er dafür verantwortlich, ihn vor dem Beenden des Programms freizugeben. Wenn explizit deklarierter Speicher nicht ordnungsgemäß verwaltet wird, kann dies zu Speicherverlusten und hängenden Zeigern führen. Dies kann dazu führen, dass Ihr Code unerwartete undefinierte Aufschlüsselungen aufweist.
Ein guter Programmierer kennt sein Gedächtnis
Die Speicherzuweisung ist ein wesentlicher Bestandteil der Funktionsweise von Programmen. Ein guter Programmierer muss die Systemressourcen effizient nutzen. Wenn Sie die komplizierten Details der Stack- und Heap-Speicherzuweisung verstehen, können Sie ein besserer Programmierer werden.