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堆疊記憶體和堆疊記憶體之間的主要區別是什麼?

Susan Sarandon
Susan Sarandon原創
2024-10-30 12:21:03950瀏覽

What are the key differences between stack and heap memory, and how do they impact program performance?

堆疊記憶體與堆疊記憶體的差異

簡介:

在電腦科學中,理解記憶體與堆疊的區別至關重要。讓我們深入研究這些差異,並探討它們在程式設計中的意義。

堆疊記憶體:

  • 暫時儲存:主要使用堆疊記憶體用於暫時資料存儲,特別是函數內的局部變數。
  • 後進先出:它遵循後進先出(LIFO)順序,這意味著最先存取最近分配的資料。
  • 容量有限:堆疊記憶體具有固定大小,如果超出,可能會導致堆疊溢位。
  • 更快的存取: 堆疊記憶體中的資料通常存取速度較快,因為它駐留在 CPU 快取中。

堆內存:

  • 動態分配:堆內存,也稱為“動態內存”,在程式執行期間使用C 中的“new”等函數動態分配。
  • 手動釋放:與堆疊內存不同,必須使用“delete”明確釋放堆內存,以防止內存洩漏。
  • 更大的容量:堆記憶體具有更靈活的容量,允許分配更大的資料結構。
  • 存取速度較慢:存取堆疊記憶體中的資料通常比堆疊記憶體慢,因為它位於 CPU 快取之外。

虛擬記憶體和實體實作:

堆疊和堆疊記憶體是覆蓋虛擬記憶體的抽象化。透過記憶體交換過程,它們可能物理上位於 RAM 和磁碟中。

堆分配速度較慢的原因:

  • 碎片: 由於堆記憶體是動態分配和釋放的,它可能會變得碎片化,從而導致存取速度變慢。
  • 記憶體管理開銷: 堆記憶體需要額外的開銷用於簿記目的以追蹤已分配的記憶體

主程式記憶體分配:

主程式通常駐留在堆疊記憶體和堆疊記憶體中,局部變數和函數參數分配在堆疊上,而更大或動態的資料結構則分配在堆疊上。

記憶體耗盡的後果:

  • 堆疊溢位:嘗試在堆疊上分配超出其容量的更多資料可能會導致堆疊溢出,從而終止程式。
  • 堆記憶體耗盡:同樣,耗盡堆記憶體可能會導致程式失敗「記憶體不足」錯誤。

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