Що таке статичне розміщення?

Під час написання комп’ютерного коду потрібно розуміти багато речей. Кожна мова програмування відрізняється, має власний набір синтаксису та структур. Однією з речей, які є загальними для багатьох мов програмування, є необхідність встановлення змінних. Змінні зберігають дані таким чином, щоб на них можна було посилатися в майбутньому.

Змінній можна призначати різні значення, як-от рядки тексту, числа або масив даних, серед багатьох інших речей. Багато мов вимагають, щоб ви оголосили, який тип даних зберігатиметься у змінній, обмежуючи вас лише числами, наприклад.

Інша річ, яка відрізняється між мовами програмування, це необхідність оголошення типу розміщення змінної. Деякі мови цього не вимагають, а інші є суворими. Існує два основних типи розподілу: статичний і динамічний.

Статичний проти динамічного

Статична змінна — це змінна, розмір якої визначається перед запуском програми. Його встановлює під час компіляції компілятор. Наприклад, можна визначити рядок, який має остаточну довжину. Пам'ять, необхідна для зберігання довгого рядка, потім статично виділяється компілятором.

Альтернативою є динамічний розподіл. Тут розмір змінної встановлюється програмою під час її виконання. Програма містить логіку для регулювання обсягу пам’яті, виділеного для змінної, дозволяючи йому змінюватися з часом, якщо потрібно більше чи менше місця. Зазвичай це забезпечує більшу гнучкість у використанні пам’яті, ніж статичний розподіл, але має певні витрати на продуктивність. Однією з головних переваг динамічного розподілу є те, що його не потрібно виділяти, доки воно не знадобиться. Пам'ять можна звільнити, коли вона більше не потрібна, навіть якщо програма все ще працює.

Статично виділені змінні постійно зберігаються в пам’яті. Це не означає, що програма не може змінити значення, яке зберігається в змінній. Натомість це означає, що обсяг пам’яті, який займає змінна, ніколи не можна змінити. Навіть якщо змінити велике значення змінної на мале, ви не зможете звільнити непотрібний простір пам’яті. Ви також не можете збільшити обсяг доступного простору. Це може бути проблемою, якщо змінна призначена для зберігання даних користувача змінної довжини.

Функції та підпрограми

Статичні змінні зберігаються в стеку, а не в купі. Це означає, що вони залишаються доступними в екземплярі, в якому вони були створені. Статично виділені змінні в основному тілі програми залишаються дійсними та зберігаються в пам’яті протягом усього часу роботи програми. Це тому, що стек програми завжди присутній. Коли викликається окрема функція або клас, він отримує свій запис у стек, у якому можуть зберігатися нові статично виділені змінні. Пам'ять для цих змінних може бути звільнена після закриття класу, оскільки запис буде вилучено зі стеку.

Висновок

Статичний розподіл — це виділення простору пам’яті для змінної — компілятор блокує необхідний обсяг простору під час компіляції. Хоча значення змінної може змінюватися, обсяг виділеного для неї місця не може. Це обмеження запобігає звільненню місця, якщо воно не потрібне. Це також запобігає звільненню додаткового простору, якщо це потрібно. Статичний розподіл справді має перевагу в продуктивності порівняно з динамічним, але є менш гнучким. Зазвичай використовуються як статичні, так і динамічні змінні, оскільки обидві вони пропонують переваги.