Key Take Away
- Statisch zugewiesener Speicher wird zur Kompilierungszeit zugewiesen, während dynamisch zugewiesener Speicher zur Laufzeit zugewiesen wird. Dies macht die statische Zuweisung schneller, aber weniger flexibel.
- Der Speicher für die statische Zuweisung stammt aus dem Stapelsegment, während die dynamische Zuweisung das Heap-Segment verwendet. Für den Stapel gelten Größenbeschränkungen, der Zugriff ist jedoch schneller.
- Statisch zugewiesener Speicher hat eine feste, vorgegebene Größe, die dynamische Zuweisung kann je nach Programmbedarf während der Ausführung zugewiesen/freigegeben werden.
Was ist statische Speicherzuweisung in C?
Unter statischer Speicherzuweisung in C versteht man die Zuweisung von Speicher für Variablen oder Datenstrukturen während der Kompilierungsphase, bevor das Programm ausgeführt wird. Der durch statische Zuweisung zugewiesene Speicher bleibt während der gesamten Programmausführung fest und wird zur Kompilierzeit bestimmt. Dies steht im Gegensatz zur dynamischen Speicherzuweisung, bei der Speicher zur Laufzeit mithilfe von Funktionen wie malloc() zugewiesen wird und bei Bedarf in der Größe geändert oder freigegeben werden kann.
Die statische Speicherzuweisung hat den Vorteil, effizient zu sein, da der Speicher vom Compiler selbst zugewiesen und verwaltet wird. Es weist jedoch Einschränkungen auf, z. B. die Unfähigkeit, die Speichergröße während der Laufzeit zu ändern, und eine potenzielle Speicherverschwendung, wenn der zugewiesene Speicherplatz nicht vollständig genutzt wird. Die statische Speicherzuweisung kann bei unsachgemäßer Verwendung auch zu Problemen wie Pufferüberläufen führen.
Was ist dynamische Speicherzuweisung in C?
Unter dynamischer Speicherzuweisung in C versteht man die Zuweisung und Freigabe von Speicher für Variablen und Datenstrukturen während der Laufzeit eines Programms. Im Gegensatz zur statischen Speicherzuweisung, bei der der Speicher zur Kompilierzeit zugewiesen wird und fest bleibt, können Sie bei der dynamischen Speicherzuweisung nach Bedarf Speicher vom Betriebssystem anfordern und ihn freigeben, wenn er nicht mehr benötigt wird. Dies bietet eine größere Flexibilität bei der Verwaltung von Speicherressourcen und ist für die Erstellung von Datenstrukturen, deren Größe zur Laufzeit bestimmt wird, unerlässlich.
Die dynamische Speicherzuweisung ist nützlich, wenn Sie die erforderliche Speichergröße zur Kompilierungszeit nicht kennen oder wenn sich die Speicheranforderungen während der Programmausführung ändern können. Zu den häufigsten Anwendungsfällen gehört die Erstellung dynamischer Arrays, verknüpfter Listen, Bäume und anderer Datenstrukturen, die je nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden können.
Unterschied zwischen statischer und dynamischer Speicherzuweisung in C
- Statischer Speicher wird während der Kompilierungszeit zugewiesen, bevor das Programm ausgeführt wird. Dynamischer Speicher wird zur Laufzeit zugewiesen, während das Programm ausgeführt wird.
- Die Größe des statischen Speichers wird zur Kompilierzeit bestimmt und bleibt während der gesamten Programmausführung konstant. Die dynamische Speichergröße kann zur Laufzeit bestimmt und während der Programmausführung geändert werden.
- Statisch ist weniger flexibel, da die Speicherzuweisung fest ist und zur Laufzeit nicht geändert werden kann. Dynamic ist flexibler, da Speicher je nach Bedarf zugewiesen, in der Größe geändert und freigegeben werden kann.
- Statische Variablen werden statisch zugewiesen und haben eine Lebensdauer, die sich über die gesamte Programmausführung erstreckt. Dynamischer Speicher wird dynamisch zugewiesen und existiert nur so lange, wie das Programm einen Verweis darauf behält; es kann mit free() freigegeben werden.
- Der Compiler verwaltet statische; Der Programmierer benötigt keine explizite Speicherverwaltung. Dynamic erfordert eine explizite Speicherzuweisung und -freigabe mithilfe von Funktionen wie malloc(), calloc(), realloc() und free().
Vergleich zwischen statischer und dynamischer Speicherzuweisung in C
| Vergleichsparameter | Statische Speicherzuordnung | Dynamische Speicherzuordnung |
|---|---|---|
| Initialisierung | Variablen werden auf Standardwerte initialisiert (Null für globale und statische Variablen). | Dynamisch zugewiesener Speicher enthält undefinierte Werte. erfordert eine explizite Initialisierung. |
| Speicherort | Speicher wird im Datensegment des Programms zugewiesen. | Der Speicher wird im Heap-Segment des Programmspeicherplatzes zugewiesen. |
| Array-Größe | Die Array-Größe muss zur Kompilierungszeit bekannt sein; feste Größe. | Die Größe von Arrays kann mit realloc() dynamisch geändert werden. |
| Oben | Weniger Overhead, da der Speicher beim Programmstart einmal zugewiesen wird. | Mehr Overhead aufgrund der Laufzeitzuweisung und potenzieller Speicherfragmentierung. |
| Geltungsbereich und Zugriff | Auf Variablen kann innerhalb ihres jeweiligen Gültigkeitsbereichs zugegriffen werden. | Dynamisch zugewiesener Speicher kann um Funktionen herumgereicht werden, wodurch der Umfang vergrößert wird. |
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6807799/
- https://inria.hal.science/hal-02456533/document
Letzte Aktualisierung: 19. September 2023
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Sandeep Bhandari hat einen Bachelor of Engineering in Computers von der Thapar University (2006). Er verfügt über 20 Jahre Erfahrung im Technologiebereich. Er interessiert sich sehr für verschiedene technische Bereiche, darunter Datenbanksysteme, Computernetzwerke und Programmierung. Sie können mehr über ihn auf seinem lesen Bio-Seite.
