Лекция 7 Стековая, статическая и динамическая память

• Обсуждение различных типов памяти: статическая, динамическая и автоматическая.  

• Программа запускается в оперативной памяти, где ей выделяется определенный участок.  

• Обращение за пределы выделенного участка приводит к ошибке.  

• Программа имеет три области памяти: текст, данные и стек.  

• Текст содержит машинный код программы, который загружается в оперативную память.  

• Данные включают глобальные переменные и статическую информацию, которая существует на протяжении всей работы программы.  

• Стек хранит локальные переменные, объявленные внутри функций.  

• Локальные переменные удаляются из стека при выходе из функции.  

• Стек работает по принципу стека, где новые переменные добавляются, а старые удаляются.  

• Переменные в стеке могут быть переупорядочены компилятором для оптимизации.  

• При завершении программы все переменные снимаются со стека.  

• Для объектов вызываются деструкторы, для примитивных типов просто сдвигается указатель стека.  

• Вызов функций также занимает стек.  

• Переменные, объявленные в функции, добавляются в стек.  

• При возврате из функции переменные удаляются из стека.  

• При вызове функции на стек помещается локальная переменная и адрес возврата.  

• Адрес возврата указывает процессору, куда вернуться после выполнения функции.  

• Стек содержит локальные переменные и адрес возврата, что позволяет процессору выполнять код.  

• Размер стека фиксирован и составляет около 8 мегабайт.  

• У каждой программы есть свой стек, который используется для хранения локальных переменных и адресов возврата.  

• Переполнение стека приводит к ошибке "стек оверфлоу".  

• Пример бесконечной рекурсии приводит к переполнению стека и ошибке "сегмент фолт".  

• Каждый вызов функции занимает около 24 байт, что может привести к переполнению стека при большом количестве вызовов.  

• В Python и других языках программирования есть дополнительные проверки, чтобы избежать переполнения стека.  

• Переполнение стека может привести к "минному полю" ошибок, когда каждое обращение к памяти может вызвать ошибку.  

• Рано или поздно операционная система убьет процесс, если он выйдет за пределы допустимой памяти.  

• Ошибка "сегмент фолт" возникает при обращении к памяти, которая не принадлежит процессу.  

• Сикфолт происходит при выходе за границы массива или бесконечной рекурсии.  

• Это ошибка, при которой операционная система убивает программу.  

• Примеры: превышение глубины рекурсии или обращение к памяти за пределами допустимого.  

• Стек ограничен 8 мегабайтами, что недостаточно для больших массивов.  

• Динамическая память выделяется и освобождается в рантайме.  

• Статическая память известна на момент компиляции, динамическая - нет.  

• Для выделения динамической памяти используется оператор new.  

• Пример: int *p = new int;  

• New выделяет память из динамической памяти и возвращает указатель на первый байт.  

• Для освобождения памяти используется оператор delete.  

• Пример: delete p;  

• После delete память освобождается и может быть использована другой программой.  

• Для выделения массива используется оператор new с квадратными скобками.  

• Пример: int *p = new int[10000];  

• После использования массива, его нужно освободить с помощью delete[] p.  

• Если не инициализировать память, она будет иметь неопределенное значение.  

• Пример: new int в круглых скобках инициализирует память значением 5.  

• Использование квадратных скобок создает массив из 10000 элементов.  

• В C++ нужно вручную освобождать память, в отличие от Java, C# и Python.  

• Это делает программы на C++ быстрыми, но сложными в написании.  

• В C++ выделение памяти происходит через оператор new, а освобождение через delete.  

• В Java и C# нет необходимости вручную освобождать память.  

• В C++ утечка памяти происходит, если не освободить память после использования.  

• Утечка памяти может привести к нехватке оперативной памяти на сервере.  

• Пример кода показывает, как утечка памяти может привести к проблемам.  

• Программа выделяет память, но не освобождает её, что приводит к утечке.  

• Операционная система продолжает считать память занятой, что может привести к нехватке памяти.  

• Программа выделяет память в цикле, но не освобождает её.  

• Это приводит к постепенному увеличению занятой памяти.  

• Утечка памяти может быть вызвана забыванием освободить память после использования.  

• В Java, C# и Python есть сборщик мусора, который автоматически освобождает память.  

• Это замедляет выполнение программы, но устраняет необходимость вручную освобождать память.  

• В C++ выделение и освобождение памяти происходит вручную, что делает программы более эффективными, но требует внимательности.  

• Оператор delete в C++ может привести к ошибкам при неправильном использовании.  

• Ошибки при освобождении памяти могут вызвать утечку памяти или аварийное завершение программы.  

• Важно правильно использовать оператор delete, чтобы избежать ошибок и утечек памяти.  

• Обсуждение корректности кода и ошибок компиляции.  

• Объяснение, что запятая в выражении имеет низкий приоритет.  

• Пример кода, который удаляет только одну переменную из-за неправильного использования запятой.  

• Объяснение статических переменных и их хранения в данных.  

• Пример кода, показывающий, как статическая переменная инициализируется и используется.  

• Различие между статическими и динамическими переменными.  

• Динамические переменные создаются и уничтожаются при каждом вызове функции.  

• Статические переменные существуют на протяжении всей программы.  

• Пример кода, демонстрирующий разницу в использовании статических и динамических переменных.  

• Объяснение, как создать статический массив и избежать ошибок при большом размере.  

• Пример кода, показывающий, что статический массив не вызывает ошибок при большом размере.  

• Вопрос о возможности чтения памяти под функцией.  

• Объяснение, что это будет обсуждаться в следующем параграфе.  

• Завершение лекции и подведение итогов.