スタック メモリとヒープ メモリ: それぞれをいつ使用する必要がありますか?

スタックとヒープ メモリ: 深い理解

C プログラミングでは、スタック メモリとヒープ メモリの概念が効率化に不可欠です。メモリ管理。

スタック メモリ

スタック メモリは、オペレーティング システムによって実行中のプログラムに割り当てられるメモリのセクションです。関数またはローカル変数が宣言されると、それらのメモリがスタック上に割り当てられます。スタックは、LIFO (後入れ先出し) 構造に似た線形リストとして編成されます。

スタック メモリは CPU キャッシュ内にあるため、アクセスが高速になります。ただし、スタック メモリの容量には限界があるため、関数内に過剰なデータが格納されるとオーバーフローが発生する危険性があります。スタック オーバーフローは、プログラムのクラッシュにつながる可能性のある一般的なエラーです。

ヒープ メモリ

一方、ヒープ メモリは、オブジェクトに割り当てられるメモリの動的領域です。 new 演算子または同様のメモリ割り当て関数を使用して作成されます。ヒープ メモリはより断片化された方法で編成されており、スタック メモリの LIFO 構造がありません。

ヒープ メモリは断片化されている可能性があるため、通常、ヒープ メモリへのアクセスはスタック メモリよりも遅くなります。ただし、ヒープ メモリは、寿命が予測できないオブジェクトや大量のデータを保存する場合に有利です。

メモリ モデル

スタック メモリとヒープ メモリはどちらも、ほとんどのオペレーティング システムに適用される概念です。システムとコンピュータ アーキテクチャ。ただし、特定の実装は異なる場合があり、一部のシステムは標準モデルから逸脱する可能性があります。

物理メモリの場所

スタック メモリとヒープ メモリは仮想メモリ モデルを抽象化したものですが、 、最終的には物理メモリ (RAM またはディスク) から割り当てられます。ヒープ メモリの割り当て時間が遅いのは、断片化を処理し、連続したメモリ ブロックを見つける必要があることが原因である可能性があります。

メイン プログラムの実行

メイン プログラムは、他の関数と同様に、スタックメモリ内に常駐します。スタックには、メイン プログラムに関連付けられたパラメータとローカル変数が保存されます。

メモリ枯渇

プロセスがスタック メモリを使い果たすと、スタック バッファ オーバーフローが発生します。ヒープ メモリの枯渇が発生すると、std::bad_alloc のような例外がトリガーされます。このような状況に効果的に対処することは、プログラムのクラッシュを防ぐために不可欠です。

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