C におけるスタック メモリとヒープ メモリの主な違いは何ですか?

スタック メモリとヒープ メモリ: メモリ階層を理解する

C では、スタック メモリとヒープ メモリの概念がメモリ管理にとって重要です。スタックはローカル変数と関数パラメータの保存に使用され、ヒープは動的メモリ割り当てに使用されます。

スタック メモリ

スタック メモリはラストインです。先出し (LIFO) データ構造。これは通常、下位メモリ アドレスに配置され、関数またはブロックにローカルな一時データを割り当てるために使用されます。関数またはブロックに入ると、そのローカル変数と関数パラメーターがスタックにプッシュされます。関数が戻るかブロックが終了すると、データはスタックからポップされます。

スタックは通常 CPU にキャッシュされるため、より高速なメモリ アクセス領域です。しかし、それは有限な資源でもあります。スタックにあまりにも多くのデータを割り当てると、スタック オーバーフローが発生する可能性があり、これは重大なエラーです。

ヒープ メモリ

一方、ヒープ メモリは動的に割り当てられるメモリ領域。これは、「new」演算子または malloc() などの関数を使用して実行時に作成されるオブジェクトを割り当てるために使用されます。スタックとは異なり、ヒープには固定サイズがありません。必要に応じて拡大したり縮小したりできます。

ヒープに割り当てられたデータは、通常、スタックに格納されたデータよりも存続期間が長くなります。 「delete」演算子または free() 関数を使用して明示的に割り当てが解除されるまで、割り当てられたままになります。ヒープ メモリの割り当て解除に失敗すると、メモリ リークが発生し、パフォーマンスの問題やシステム クラッシュが発生する可能性があります。

メモリ モデル

スタックおよびヒープ メモリ モデルは抽象化されたものです。オペレーティング システムの仮想メモリ管理システム。これはメモリを管理する効率的な方法を提供し、異なるプロセスが互いのメモリを上書きしないようにします。

ヒープ割り当てが遅い

ヒープ割り当ては、通常、スタック割り当てよりも遅くなります。システムはヒープ内で使用可能なメモリを検索し、メモリ管理構造を更新する必要があります。一方、スタック割り当ては、固定メモリ領域からデータをプッシュおよびポップするだけです。

メイン プログラムの場所

アプリケーションのメイン プログラム通常はヒープ内で実行されます。これは、main 関数がグローバル関数であり、そのデータが特定の関数またはブロックに対してローカルではないためです。

メモリ不足状態

スタック メモリの不足またはヒープ メモリが重大な結果をもたらす可能性があります。スタック オーバーフローが発生するとプログラムがクラッシュする可能性があり、ヒープ メモリが不足すると「bad_alloc」例外が発生する可能性があります。このような状況を回避するには、メモリ使用量を注意深く管理することが重要です。

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