C ではスタック メモリとヒープ メモリはどのように異なりますか?

C におけるスタック メモリとヒープ メモリの理解

C のメモリ管理には、スタック メモリとヒープ メモリという 2 つの主要な概念が含まれます。どちらもプログラム データ用のストレージを提供しますが、割り当てメカニズムと特性が異なります。

スタック メモリ

スタック メモリは後入れ先出し (LIFO) です。 ) データ構造。ローカル変数、関数パラメータ、および一時変数を保存します。関数が呼び出されると、スタック フレームがスタック上に作成され、関数の変数が保持され、戻りアドレスが維持されます。

ヒープ メモリ

ヒープ メモリは、 new 演算子を使用して割り当てられた不揮発性記憶領域。動的に割り当てられたオブジェクトとデータ構造は、寿命が長く、関数呼び出しを超えて存続する必要があります。

スタック メモリとヒープ メモリの特性

• 割り当て: スタック メモリは関数呼び出し中にコンパイラによって自動的に管理されますが、ヒープ メモリは new と delete を使用して手動で割り当ておよび割り当て解除されます。
• 速度: スタック操作は一般に高速です。スタック メモリは CPU キャッシュに存在するため、ヒープ操作よりも処理が容易です。
• ライフタイム: スタック メモリは一時的なもので、関数が返されるときに削除されます。ヒープ メモリは、明示的に割り当てが解除されるまで存続します。
• スコープ: スタック変数は、定義されている関数のスコープ内でアクセスできます。ヒープ メモリはグローバルにアクセスできます。

仮想メモリのスタックとヒープ

スタック メモリとヒープ メモリは、仮想メモリのメモリ モデルを抽象化しており、これにより、オペレーティング システムが RAM とディスク間のメモリを管理します。スタック メモリとヒープ メモリはどちらも物理的に RAM またはディスク上に存在できます。

パフォーマンスに関する考慮事項

ヒープ割り当ては、オペレーティング システムへの呼び出しが必要なため、スタック割り当てよりも遅くなります。一方、スタック メモリは、スタック ポインタを調整するだけで迅速に割り当てられます。

メイン プログラムの場所

メイン プログラムは、スタック メモリまたはヒープ メモリのいずれかに配置できます。

メモリ不足のシナリオ

スタック メモリの不足 (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があります。ヒープ メモリが不足すると (ヒープ枯渇)、通常、std::bad_alloc などの例外が発生します。

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