C++学习（5）—— 内存的分区模型

C++程序在执行时，将内存大方向划分为4个区域

• 代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的
• 全局区：存放全局变量和静态变量以及常量
• 栈区：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量等
• 堆区：由程序员分配和释放。若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收

内存四区意义：

• 不同区域存放的数据，赋予不同的生命周期，给我们更大的灵活编程

 

1.程序运行前

在程序编译后，生成了.exe可执行程序，未执行该程序前分为两个区域

代码区：

• 存放CPU执行的机器指令

• 代码区是共享的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可

• 代码区是只读的，使其只读的原因是防止程序意外修改它的指令

全局区：

• 全局变量和静态变量存放在此

• 全局区还包含了常量区，字符串常量和其他常量也存放在此

• 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

  #include<iostream>
  using namespace std;
  
  //创建全局变量
  int g_a = 10;
  int g_b = 10;
  //const修饰的全局常量
  const int c_g_a = 10;
  const int c_g_b = 10;
  
  int main(){
      //全局区
      //全局变量、静态变量、常量
      
      //创建普通局部变量
      int a = 10;
      int b = 10;
      cout << "局部变量a的地址为：" << (int)&a << endl;
      cout << "局部变量b的地址为：" << (int)&b << endl;
  
      cout << "全局变量g_a的地址为：" << (int)&g_a << endl;
      cout << "全局变量g_b的地址为：" << (int)&g_b << endl;
      
      //静态变量
      static int s_a = 10;
      static int s_b = 10;
      cout << "全局变量s_a的地址为：" << (int)&s_a << endl;
      cout << "全局变量s_b的地址为：" << (int)&s_b << endl;
      
      //常量
      //字符串常量
      cout << "字符串常量的地址为：" << (int)&"helloworld" << endl;
      //const修饰的全局变量
      cout << "全局常量c_g_a的地址为：" << (int)&c_g_a << endl;
      cout << "全局常量c_g_b的地址为：" << (int)&c_g_b << endl;
      //const修饰的局部变量
      const int c_l_a = 10;
      const int c_l_b = 10;
      cout << "全局常量c_l_a的地址为：" << (int)&c_l_a << endl;
      cout << "全局常量c_l_b的地址为：" << (int)&c_l_b << endl;
      
      return 0;
  }
  

总结：

• C++中在程序运行前分为全局区和代码区
• 代码区特点是共享和只读
• 全局区中存放全局变量、静态变量、常量
• 常量区中存放const修饰的全局常量和字符串常量

 

2. 程序运行后

栈区：

• 由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等

• 注意事项：不要返回局部变量的地址，栈区开辟的数据由编译器自动释放

  • 局部变量存放在栈区，栈区的数据在函数执行完成后自动释放

  #include<iostream>
  using namespace std;
  
  //栈区数据的注意事项 —— 不要返回局部变量的地址
  //栈区数据由编译器管理开辟和释放
  int* func(){
      int a = 10;
      return &a;
  }
  
  int main(){
      int *p = func();
      cout << *p << endl;
      return 0;
  }
  

堆区：

• 由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收

• 在C++中主要利用new在堆区开辟内存

  #include<iostream>
  using namespace std;
  
  
  int* func(){
      //利用new关键字可以将数据开辟到堆区
      //指针的本质也是局部变量，放在栈上，指针保存（指向）的数据是放在堆区
      int * p = new int (10);
      return p;
  }
  
  int main(){
      //在堆区开辟数据
      int *p = func();
      cout << *p << endl;
      return 0;
  }
  

 

3. new操作符

• C++中利用new操作符在堆区开辟数据

• 堆区开辟的数据，由程序员手动开辟，手动释放，释放利用操作符delete

• 语法：new 数据类型

• 利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针

  #include<iostream>
  using namespace std;
  
  //1.new的基本语法
  int * func(){
      //在堆区创建整型数据
      //new返回的是该数据类型的指针
      int *p = new int(10);
      return p;
  }
  
  void test01(){
      int *p = func();
      cout << *p << endl;
      delete p;
      cout << *p << endl;
  }
  
  void test02(){
      //创建10整型数据的数组，在堆区
      int *arr = new int[10];
  
      for(int i=0;i<10;i++){
          arr[i] = i+100;
      }
      foe(int i=0;i<10;i++){
          cout <<arr[i]<<endl;
      }
      //释放数组时加中括号
      delete[] arr;
  }
  
  int main(){
      //在堆区开辟数据
      test01();
      return 0;
  }