Co je statická alokace?

Při psaní počítačového kódu je třeba pochopit spoustu věcí. Každý programovací jazyk je jiný, má svou vlastní sadu syntaxe a struktur. Jednou z věcí, které jsou společné mnoha programovacím jazykům, je potřeba nastavit proměnné. Proměnné ukládají data způsobem, na který lze v budoucnu odkazovat.

Proměnné můžete přiřadit různé hodnoty, jako jsou mimo jiné textové řetězce, čísla nebo pole dat. Mnoho jazyků vyžaduje, abyste deklarovali, jaký typ dat bude uložen v proměnné, která vás omezí například pouze na čísla.

Další věcí, která se mezi programovacími jazyky liší, je nutnost deklarovat typ přidělení proměnné. Některé jazyky to nevyžadují, zatímco jiné jsou přísné. Existují dva hlavní typy alokace: statické a dynamické.

Statické vs. dynamické

Statická proměnná je proměnná, jejíž velikost je určena ještě před spuštěním aplikace. Je nastaven v době kompilace kompilátorem. Například lze definovat řetězec, který má definitivní délku. Paměťový prostor potřebný k uložení dlouhého řetězce je pak staticky přidělen kompilátorem.

Alternativou je dynamická alokace. Zde velikost proměnné nastavuje program během běhu. Program obsahuje logiku pro úpravu množství paměti přidělené proměnné, což umožňuje její změnu v čase, pokud je potřeba více nebo méně místa. To obvykle nabízí větší flexibilitu využití paměti než statické přidělování, ale přináší to trochu vyšší výkon. Jednou z hlavních výhod dynamické alokace je, že ji není nutné přidělovat, dokud není potřeba. Paměť lze uvolnit, jakmile již není potřeba, i když program stále běží.

Proměnné, které jsou staticky alokovány, jsou trvale uloženy v paměti. To neznamená, že program nemůže změnit hodnotu uloženou v proměnné. Místo toho to znamená, že množství paměti, kterou proměnná zabírá, nelze nikdy změnit. I když změníte proměnnou z velké hodnoty na malou, nemůžete uvolnit nic z toho nyní zbytečného paměťového prostoru. Také nemůžete zvětšit množství dostupného prostoru. To může být problém, pokud je proměnná určena k ukládání uživatelských vstupů s proměnnou délkou.

Funkce a podprogramy

Statické proměnné jsou uloženy v zásobníku, nikoli v haldě. To znamená, že zůstanou dostupné v instanci, ve které byly vytvořeny. Staticky alokované proměnné v hlavním těle programu zůstávají platné a v paměti po celou dobu běhu aplikace. Je to proto, že zásobník aplikace je vždy k dispozici. Když je volána samostatná funkce nebo třída, získá svůj záznam na zásobníku, do kterého lze uložit nové staticky alokované proměnné. Paměť pro tyto proměnné může být uvolněna, jakmile je třída uzavřena, protože záznam je vysunut ze zásobníku.

Závěr

Statická alokace je alokace paměťového prostoru pro proměnnou – kompilátor uzamkne množství prostoru potřebného v době kompilace. Zatímco hodnota proměnné se může změnit, velikost prostoru pro ni přiděleného nikoli. Tento limit zabraňuje uvolnění místa, pokud není potřeba. V případě potřeby také zabraňuje uvolnění většího prostoru. Statická alokace má oproti dynamické alokaci výkonnostní výhodu, ale je méně flexibilní. Obvykle se používají statické i dynamické proměnné, protože obě nabízejí výhody.