C++面试总结——数据存储区域

C++程序数据存储区域详解
在C++程序中，数据主要存放在以下几个内存区域中：

1. 栈（Stack）
   存放内容：局部变量、函数参数、函数返回地址等。
   • 特点：
     由编译器自动分配和释放。
     内存分配连续，效率高但容量有限。
     作用域结束后自动回收（如函数执行完毕）。
   • 示例

   void foo() {
   int x = 10; // x 存储在栈上
   }
   

2. 堆（Heap，又称自由存储区）
   存放内容：动态分配的内存（如 new/malloc 申请的内存）。
   • 特点：
     手动分配和释放（需显式调用 delete/free，否则可能内存泄漏）。
     容量大但分配效率低于栈。
     内存碎片化可能发生。
   • 示例：

   int* p = new int(10); // 数据存储在堆上
   delete p; // 需手动释放
   

3. 全局/静态存储区
   存放内容：
   全局变量：在函数外定义的变量。
   静态变量：static 修饰的局部或全局变量。
   • 特点：
     程序启动时分配，程序结束时释放。
     未初始化的变量默认置零（或空指针）。
   • 示例：

   int globalVar;       // 全局变量
   void func() {
       static int count = 0; // 静态局部变量
   }
   

4. 常量存储区
   存放内容：字符串常量和其他 const 修饰的常量（如全局常量）。
   • 特点：
     • 只读，不可修改（修改会导致未定义行为）。
     • 生命周期与程序相同。
   • 示例：

   const char* str = "Hello"; // "Hello" 存储在常量区
   const int MAX = 100;       // 全局常量
   

5. 代码区（Text Segment）
   存放内容：程序的二进制代码（如函数体、指令等）。
   • 特点：
     • 只读，存放CPU执行的机器指令。
     • 共享内存（多个实例可共享同一代码段）。

总结表格

区域	存放内容	分配/释放方式	生命周期
栈	局部变量、函数参数	自动	函数执行期间
堆	动态分配的内存	手动（new/delete）	直到手动释放
全局/静态区	全局变量、静态变量	程序启动/结束	整个程序运行期间
常量区	字符串常量、全局常量	只读，程序启动时	程序结束
代码区	程序指令（二进制代码）	只读	程序结束

注

• 区分“堆”与“自由存储区”：C++中 new/delete 操作的内存严格称为“自由存储区”，可能与堆的实现相同， 但标准未强制规定。
• 内存映射文件：某些系统支持将文件映射到内存，属于扩展存储方式。
• 线程局部存储（TLS）：thread_local 变量为每个线程独立分配存储空间。
  理解这些区域有助于优化程序性能和避免内存问题（如泄漏、越界访问等）。