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SocioCyber
168
Rust_Concepts/src/stack_vs_heap.rs
Normal file
168
Rust_Concepts/src/stack_vs_heap.rs
Normal file
@@ -0,0 +1,168 @@
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/* Rust Concepts: https://sociocyber.site/rust_concepts_v2.html
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Concept: Stack vs Heap
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Usage: Save data in Stack (CPU's registers, L1, L2, L3,. caches) or in Heap (MEMory)
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* Box() make a pointer to data in HEAP
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* Primitive Types saved in STACK
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Stack = fast, fixed-size, automatic cleanup.
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Heap = flexible, dynamic size, manually managed (but Rust does it for you).
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(Analogy)
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Stack = your desk (fast, limited).
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Heap = a warehouse (vast, slower to retrieve).
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P.S. '_' in '_variable' means = hide compiler warnings: unused variable
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*/
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fn main() {
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/*
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┌─────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐
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│ STACK │ HEAP │
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├─────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
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│ │ │
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│ number: i32 │ │
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│ ┌──────────────┐ │ │
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│ │ 40 │ │ │
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│ └──────────────┘ │ │
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│ │ │
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│ │ │
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└─────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘
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*/
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// primitive type
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let _number: i32 = 40; // saved in stack
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/*
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┌─────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐
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│ STACK │ HEAP │
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├─────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
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│ ... │ ... │
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│ │ │
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│ string: String │ │
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│ ┌──────────────────────────────┐ │ 0x1000: │
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│ │ ptr: 0x1000 │ │ ┌──────────────────────────────────┤
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│ │ len: 19 │───┼─►│ "This data in a heap" │
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│ │ cap: 19 │ │ │ 19 bytes │
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│ └──────────────────────────────┘ │ └──────────────────────────────────┤
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│ │ │
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│ │ │
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└─────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘
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*/
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// non-primitive types saved in heap, like as structs and etc (about it in later lessons)
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let _string: String = String::from("This data in a heap");
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/*
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┌─────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐
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│ STACK │ HEAP │
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├─────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
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│ ... │ ... │
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│ │ │
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│ │ │
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│ number_in_heap: Box<i32> │ │
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│ ┌──────────────────────────────┐ │ 0x2000: │
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│ │ ptr: 0x2000 │ │ ┌──────────────────────────────────┤
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│ └──────────────────────────────────┼─►│ 78 │
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│ │ │ 4 bytes │
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│ │ └──────────────────────────────────┤
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│ │ │
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└─────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘
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*/
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// What if i want save big array of numbers in heap (may we read a big files, get big data from server like files, images, video streams,.)
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// let _numbers_array: [i32; 12] = [1,23,3,56,57,6,868,34,3,5,246,23];
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// Use Box::new(variable)
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// For specific cases use Box::<Type of variable>::new(variable)
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let number_in_heap = Box::new(78); // i32, saved in heap
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println!("number_in_heap = {}", number_in_heap); // easy to accsess.
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/*
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┌─────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐
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│ STACK │ HEAP │
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├─────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
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│ ... │ ... │
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│ │ │
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│ │ │
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│ numbers_array_in_heap: │ │
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│ Box<[i32; 10]> │ │
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│ ┌──────────────────────────────┐ │ 0x3000: │
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│ │ ptr: 0x3000 │ │ ┌──────────────────────────────────┤
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│ └──────────────────────────────────┼─►│ [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10] │
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│ │ │ 40 bytes │
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│ │ └──────────────────────────────────┤
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│ │ │
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└─────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘
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i32 = 4 bytes
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4 bytes * 10 elements = 40 bytes -> size of array,
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size of heap-space 40 bytes => 40bytes * 8bit = 320 bits (1's and 0's)
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*/
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// not worry about this. In Later lessons we'll explore "arrays"
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let numbers_array_in_heap = Box::<[i32; 10]>::new([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]); // saved in heap, Box means create a POINTER to heap-data,
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// save ONLY A POINTER in stack, Data save in HEAP.
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// Print all elements of array
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// Need iter() - iterator, not worry about this. In Later lessons we'll explore "loops"
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for number in numbers_array_in_heap.iter() {
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println!("number in heap from array: {}", number);
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}
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/*
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Full map
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ MEMORY BREAKDOWN │
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├─────────────────────┬──────────────────┬──────────────────┬─────────────────┤
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│ Variable │ Stack Size │ Heap Address │ Heap Size │
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├─────────────────────┼──────────────────┼──────────────────┼─────────────────┤
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│ number │ 4 bytes │ (none) │ 0 bytes │
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│ string │ 24 bytes │ 0x1000 │ 19 bytes │
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│ number_in_heap │ 8 bytes │ 0x2000 │ 4 bytes │
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│ numbers_array... │ 8 bytes │ 0x3000 │ 40 bytes │
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├─────────────────────┼──────────────────┼──────────────────┼─────────────────┤
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│ TOTAL │ 44 bytes │ │ 63 bytes │
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└─────────────────────┴──────────────────┴──────────────────┴─────────────────┘
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Box() make pointer to data in HEAP
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Primitive Types saved in STACK
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┌─────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐
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│ STACK │ HEAP │
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├─────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
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│ │ │
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│ number: i32 │ │
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│ ┌──────────────┐ │ │
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│ │ 40 │ │ │
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│ └──────────────┘ │ │
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│ │ │
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│ │ │
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│ string: String │ │
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│ ┌──────────────────────────────┐ │ 0x1000: │
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│ │ ptr: 0x1000 │ │ ┌──────────────────────────────────┤
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||||
│ │ len: 19 │───┼─►│ "This data in a heap" │
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│ │ cap: 19 │ │ │ 19 bytes │
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│ └──────────────────────────────┘ │ └──────────────────────────────────┤
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│ │ │
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│ │ │
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│ number_in_heap: Box<i32> │ │
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│ ┌──────────────────────────────┐ │ 0x2000: │
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│ │ ptr: 0x2000 │ │ ┌──────────────────────────────────┤
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│ └──────────────────────────────────┼─►│ 78 │
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│ │ │ 4 bytes │
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│ │ └──────────────────────────────────┤
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│ │ │
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│ │ │
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│ numbers_array_in_heap: │ │
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│ Box<[i32; 10]> │ │
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│ ┌──────────────────────────────┐ │ 0x3000: │
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│ │ ptr: 0x3000 │ │ ┌──────────────────────────────────┤
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||||
│ └──────────────────────────────────┼─►│ [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10] │
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||||
│ │ │ 40 bytes │
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│ │ └──────────────────────────────────┤
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│ │ │
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└─────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘
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*/
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} // all freed automatically (stack, heap data drops)
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