Память стековая и динамически распределяемая

Если вы помните, на занятии 5 приводились условное разделение памяти на пять областей:

• область глобальных переменных;

• свободная, или динамически распределяемая память;

• регистровая память (регистры);

• сегменты программы;

• стековая память.

Локальные переменные и параметры функций размещаются в стековой памяти. Программный код хранится в сегментах, глобальные переменные — в области глобальных переменных. Регистровая память предназначена для хранения внутренних служебных данных программы, таких как адрес вершины стека или адрес команды. Остальная часть памяти составляет так называемую свободную память — область памяти, динамически распределяемую между различными объектами.

Особенностью локальных переменных является то, что после выхода из функции, в которой они были объявлены, память, выделенная для их хранения, освобождается, а значения переменных уничтожаются.

Глобальные переменные позволяют частично решить эту проблему ценой неограниченного доступа к ним из любой точки программы, что значительно усложняет восприятие текста программы. Использование динамической памяти полностью решает обе проблемы.

Чтобы понять, что же такое динамическая память, попытайтесь представить область памяти, разделенную на множество пронумерованных ячеек, в которых записана информация. В отличие от стека переменных, ячейкам свободной памяти нельзя присвоить имя. Доступ к ним осуществляется посредством указателя, хранящего адрес нужной ячейки.

Чтобы лучше понять изложенное выше, рассмотрим пример. Допустим, вам дали номер телефона службы заказов товара по почте. Придя домой, вы занесли этот номер в память вашего телефона, а листок бумаги, на котором он был записан, выбросили. Нажимая на кнопку телефона, вы соединяетесь со службой заказа. Для вас не имеет значения номер и адрес этой службы, поскольку вы уже получили доступ к интересующей вас информации. Служба заказов в данном случае является моделью динамической памяти. Вы не знаете, где именно находится нужная вам информация, но знаете, как ее получить. Для обращения к значению используется его адрес, роль которого играет телефонный номер. Причем помнить адрес (или номер) не обязательно — достаточно лишь записать его значение в указатель (или телефон). После этого, используя указатель, можно извлечь нужное значение, даже не зная место его расположения.

Что касается стека переменных, то по завершении работы функции он очищается. В результате все локальные переменные оказываются вне области видимости и их значения уничтожаются. В отличие от стека, динамическая память не очищается до завершения работы программы, поэтому в таком случае освобождением памяти должен заниматься программист.

Важным преимуществом динамической памяти является то, что выделенная в ней облаять памяти не может использоваться до тех пор, пока явно не будет освобождена. Поэтому, если память в динамической области выделяется во время работы функции, ее можно будет использовать даже после завершения работы.

Еще одним преимуществом динамического выделения памяти перед использованием глобальных переменных является то, что доступ к данным можно получить только из функций, в которых есть доступ к указателю, хранящему нужный адрес. Такой способ доступа позволяет жестко контролировать характер манипулирования данными, а также избегать нежелательного или случайного их изменения.

Для работы с данными описанным способом прежде всего нужно создать указатель на ячейки динамической области памяти. О том, как это сделать, читайте в следующем разделе.