Čo je statická alokácia?

Pri písaní počítačového kódu je potrebné pochopiť veľa vecí. Každý programovací jazyk je iný, má svoj vlastný súbor syntaxe a štruktúr. Jednou z vecí, ktoré sú spoločné pre mnohé programovacie jazyky, je potreba nastavovať premenné. Premenné ukladajú údaje spôsobom, na ktorý je možné v budúcnosti odkazovať.

Premennej môžete okrem mnohých iných vecí priradiť rôzne hodnoty, ako sú reťazce textu, čísla alebo pole údajov. Mnoho jazykov vyžaduje, aby ste deklarovali, aký typ údajov sa bude ukladať do premennej, ktorá vás obmedzuje napríklad iba na čísla.

Ďalšia vec, ktorá sa medzi programovacími jazykmi líši, je potreba deklarovať typ pridelenia premennej. Niektoré jazyky to nevyžadujú, zatiaľ čo iné sú prísne. Existujú dva hlavné typy alokácie: statické a dynamické.

Statické vs. dynamické

Statická premenná je premenná, ktorej veľkosť je určená ešte pred spustením aplikácie. Nastavuje ho v čase kompilácie kompilátor. Napríklad možno definovať reťazec, ktorý má definitívnu dĺžku. Pamäťový priestor potrebný na uloženie dlhého reťazca je potom staticky pridelený kompilátorom.

Alternatívou je dynamická alokácia. Tu veľkosť premennej nastavuje program počas behu. Program obsahuje logiku na úpravu množstva pamäte pridelenej premennej, čo umožňuje jej zmenu v čase, ak je potrebné viac alebo menej miesta. To zvyčajne ponúka väčšiu flexibilitu pri využívaní pamäte ako statické prideľovanie, ale prináša to trochu nákladov na výkon. Jednou z hlavných výhod dynamickej alokácie je, že nie je potrebné ju prideľovať, kým to nie je potrebné. Pamäť je možné uvoľniť, keď už nie je potrebná, aj keď program stále beží.

Premenné, ktoré sú staticky alokované, sú trvalo uložené v pamäti. To neznamená, že program nemôže zmeniť hodnotu uloženú v premennej. Namiesto toho to znamená, že množstvo pamäte, ktorú premenná zaberá, sa nikdy nedá zmeniť. Dokonca aj keď zmeníte premennú z veľkej hodnoty na malú, nemôžete uvoľniť nič z toho teraz zbytočného pamäťového priestoru. Tiež nemôžete zvýšiť množstvo dostupného priestoru. To môže byť problém, ak je premenná určená na ukladanie užívateľských vstupov s premenlivou dĺžkou.

Funkcie a podprogramy

Statické premenné sú uložené v zásobníku a nie v halde. To znamená, že zostávajú dostupné v prípade, v ktorom boli vytvorené. Staticky alokované premenné v hlavnom tele programu zostávajú platné a v pamäti po celú dobu spustenia aplikácie. Je to preto, že zásobník aplikácie je vždy prítomný. Keď je volaná samostatná funkcia alebo trieda, dostane svoj záznam do zásobníka, do ktorého môžu byť uložené nové staticky alokované premenné. Pamäť pre tieto premenné môže byť uvoľnená po zatvorení triedy, keď sa záznam vysunie zo zásobníka.

Záver

Statická alokácia je alokácia pamäťového priestoru pre premennú – kompilátor uzamkne množstvo priestoru potrebného v čase kompilácie. Zatiaľ čo hodnota premennej sa môže meniť, množstvo priestoru, ktorý je pre ňu pridelený, nie. Tento limit zabraňuje uvoľneniu miesta, ak nie je potrebné. Zabraňuje tiež sprístupneniu väčšieho priestoru, ak je to potrebné. Statická alokácia má oproti dynamickej alokácii výkonnostnú výhodu, ale je menej flexibilná. Zvyčajne sa používajú statické aj dynamické premenné, pretože obe ponúkajú výhody.