Qual è la differenza tra uno stack e un heap?

Lo stack e l'heap sono due aree di memoria utilizzate per memorizzare dati nei programmi.

Stack:

• Viene utilizzato per memorizzare variabili locali e indirizzi di ritorno delle funzioni.
• Funziona secondo il principio LIFO (Last In, First Out - ultimo entrato, primo uscito).
• La gestione della memoria è automatica: la memoria viene allocata all'ingresso di una funzione e liberata all'uscita.
• È più veloce dell'heap grazie alla semplicità di gestione e alla località dei dati.
• La dimensione è fissa o limitata, può verificarsi un overflow dello stack.

Heap:

• Viene utilizzato per l'allocazione dinamica di memoria di oggetti che possono rimanere in memoria dopo l'uscita dalla funzione corrente.
• La gestione della memoria può essere manuale (tramite malloc/free in C/C++) o automatica (ARC/Garbage Collection/Ownership in Swift/Rust).
• È più lento dello stack a causa di una gestione più complessa e di possibili frammentazioni.
• La dimensione è più flessibile e limitata solo dalla memoria di sistema disponibile.
• Può verificarsi una perdita di memoria se la memoria allocata non viene liberata.

Confronto:

Caratteristica	Stack	Heap
Principio di funzionamento	LIFO	Senza ordine definito
Gestione della memoria	Automatica	Manuale o automatica (ARC/GC/Ownership)
Velocità	Più veloce	Più lenta
Utilizzo	Variabili locali, indirizzi di ritorno	Oggetti allocati dinamicamente, tipi di riferimento
Dimensione	Fisso / Limitato	Flessibile
Problemi possibili	Overflow dello stack	Perdita di memoria, frammentazione

In Swift, i Tipi di Valore (ad esempio, struct, enum, tipi di base come Int, Bool) sono generalmente memorizzati nello stack, mentre i Tipi di Riferimento (ad esempio, class, closure) nello heap. Le variabili, anche di tipi di riferimento, possono essere memorizzate nello stack grazie a determinate ottimizzazioni del compilatore (escape analysis).