堆疊(stack)和堆(heap)的區別

記憶體管理是作業系統用來處理或管理主記憶體以控制計算機記憶體訪問許可權的一種基本現象。目標是防止任何程序訪問尚未分配給它的記憶體。...

記憶體管理是作業系統用來處理或管理主記憶體以控制計算機記憶體訪問許可權的一種基本現象。目標是防止任何程序訪問尚未分配給它的記憶體。

作業系統為每個被劃分為段的程序分配記憶體。堆疊和堆是在作業系統中分配記憶體的兩種方式。

堆疊段用於儲存自動建立的本地函式變數，而堆段用於動態分配記憶體。

兩者都儲存在計算機RAM中，在程式執行過程中它們可以增長和收縮。讓我們詳細討論一下這兩個問題，並將它們進行比較，以瞭解哪一個更好。

什麼是堆疊(stack)？

堆疊段是一種用於靜態記憶體分配的記憶體管理技術。它是計算機記憶體中用來儲存區域性函式變數的一個特殊區域。當一個函式被呼叫時，記憶體被分配給某個地方的所有區域性變數，您可以訪問這些變數，因為您知道它們的位置。當函式終止時，記憶體塊被釋放。堆疊是有效實現這個過程的方法之一。可以將其視為一種基本的資料結構，其中項像堆疊一樣排列在彼此的頂部。類似地，可以透過推送和彈出來訪問區域性變數。Pushing指的是將專案新增到堆疊中，popping指的是從堆疊中檢索專案。專案可以按後進先出（LIFO）的順序從堆疊中訪問。

什麼是堆(heap)？

堆是指用於動態記憶體分配的大型記憶體池，這意味著在程式終止或記憶體釋放之前，記憶體一直處於分配狀態。記憶體是隨機分配的，因此沒有簡單的方法來訪問記憶體。與堆疊段不同，元素的釋放順序與最初分配的順序相反。簡單地說，記憶體根據請求分配給程式，不再需要時釋放。堆的元素彼此獨立，這意味著可以在程式執行時訪問它們，併在程式終止時釋放它們。它就像一個全域性記憶體池，用來儲存全域性變數和許多引用它的變數。

堆疊和堆的區別

堆疊和堆的含義

在計算機體系結構中，堆疊是計算機記憶體中明確分配給自動變數的特殊區域。在程式設計中，自動變數是一個區域性變數，這意味著變數的作用域對於宣告它的塊是區域性的。記憶體在進入塊時自動分配給這些變數，記憶體在退出時釋放。另一方面，堆是計算機記憶體中用於動態記憶體分配的部分，這意味著記憶體塊是以隨機方式分配和取消分配的。

堆疊和堆的記憶體分配

堆疊用於儲存區域性變數，其範圍在函式中定義。從技術上講，堆疊支援與區域性靜態變數和作用域變數相對應的靜態記憶體分配。記憶體是在程式執行之前分配的，通常在編譯時分配，使用的資料結構稱為堆疊。另一方面，堆用於動態記憶體分配，這意味著在程式執行過程中，在執行時手動分配記憶體。程式請求記憶體，通常用於將節點新增到資料結構中，如果不需要則返回。

訪問堆疊和堆

棧由CPU管理和最佳化，資料以最後一次先出（LIFO）順序訪問。LIFO是指儲存在記憶體堆疊中的資料儲存方法，其中最新的記憶體塊是第一個釋放的，反之亦然。這有助於高效的記憶體管理。相反，堆的元素彼此獨立，資料可以任意訪問，這意味著可以在任何時候分配和釋放記憶體塊，而不考慮它們的順序。與堆疊不同，堆沒有明確的記憶體塊分配和釋放模式。

堆疊和堆中的變數

記憶體在堆疊中自動管理，變數自動分配和釋放，這意味著堆疊只為臨時變數保留。區域性變數在函式執行時變為活動的，當函式終止時，變數超出作用域，這意味著變數的作用域對於函式是區域性的，並且只要函式執行就存在。與堆疊中不同，記憶體是在程式在堆中執行時分配的，這使得訪問儲存在這裡的變數的速度稍慢。由於在保留塊中沒有特定的順序，因此可以隨時分配和釋放記憶體塊。

堆疊與堆：比較圖

總結 - 煙囪(of stack) vs. 堆(heap)

這兩種方法都是最常見的記憶體分配方式，都儲存在計算機的RAM中，以實現高效的記憶體管理。但是，對堆疊中記憶體的訪問速度很快，因為記憶體是自動管理的，而在堆中，記憶體是手動管理的，這意味著當不再需要塊時，您需要自己分配空閑記憶體。由於它的靈活性，Stack顯然更快、更易於使用，但它也有它的優點和缺點。雖然堆疊對記憶體大小沒有限制，但實現起來有點困難。堆比堆疊慢，但它的實現更簡單。

發表於 2021-06-25 10:58
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分類：科技

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