1 内存分区模型
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。
1.1 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地修改了它的指令。
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。
例1.1.1
#include <iostream>
#include <cstdint> // 为了使用 uintptr_t
using namespace std;
// 全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;
// 全局常量
const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 10;
int main()
{
// 局部变量
int a = 10;
int b = 10;
// 打印地址
cout << "局部变量a地址为： " << (void*)&a << endl;
cout << "局部变量b地址为： " << (void*)&b << endl;
cout << "全局变量g_a地址为： " << (void*)&g_a << endl;
cout << "全局变量g_b地址为： " << (void*)&g_b << endl;
// 静态变量
static int s_a = 10;
static int s_b = 10;
cout << "静态变量s_a地址为： " << (void*)&s_a << endl;
cout << "静态变量s_b地址为： " << (void*)&s_b << endl;
cout << "字符串常量\"hello world\"地址为： " << (void*)"hello world" << endl;
cout << "字符串常量\"hello world1\"地址为： " << (void*)"hello world1" << endl;
cout << "全局常量c_g_a地址为： " << (void*)&c_g_a << endl;
cout << "全局常量c_g_b地址为： " << (void*)&c_g_b << endl;
const int c_l_a = 10;
const int c_l_b = 10;
cout << "局部常量c_l_a地址为： " << (void*)&c_l_a << endl;
cout << "局部常量c_l_b地址为： " << (void*)&c_l_b << endl;
return 0;
}
结果如下：
局部变量a地址为： 0x61fe1c
局部变量b地址为： 0x61fe18
全局变量g_a地址为： 0x403010
全局变量g_b地址为： 0x403014
静态变量s_a地址为： 0x403018
静态变量s_b地址为： 0x40301c
字符串常量"hello world"地址为： 0x4040a9
字符串常量"hello world1"地址为： 0x4040da
全局常量c_g_a地址为： 0x404004
全局常量c_g_b地址为： 0x404008
局部常量c_l_a地址为： 0x61fe14
局部常量c_l_b地址为： 0x61fe10
Process returned 0 (0x0) execution time : 0.011 s
Press any key to continue.
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。
1.2 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。
例1.2.1
#include <iostream>
using namespace std;
int * func()
{
int a = 10;
return &a;
}
int main()
{
int *p = func();
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
return 0;
}
结果如下：
10
10
Process returned 0 (0x0) execution time : 0.010 s
Press any key to continue.
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。
例1.2.2
#include <iostream>
using namespace std;
int* func()
{
int* a = new int(10);
return a;
}
int main()
{
int *p = func();
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
return 0;
}
结果如下：
10
10
Process returned 0 (0x0) execution time : 0.043 s
Press any key to continue.
总结：
-
堆区数据由程序员管理开辟和释放。
-
堆区数据利用new关键字进行开辟内存。
1.3 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。
例1.3.1
#include <iostream>
using namespace std;
int* func()
{
int* a = new int(10);
return a;
}
int main()
{
int *p = func();
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
//利用delete释放堆区数据
delete p;
//cout << *p << endl; //报错，释放的空间不可访问
return 0;
}
结果如下：
10
10
Process returned 0 (0x0) execution time : 0.010 s
Press any key to continue.
例1.3.2
#include <iostream>
using namespace std;
//堆区开辟数组
int main()
{
int* arr = new int[10];
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
arr[i] = i + 100;
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << arr[i] << endl;
}
//释放数组 delete 后加 []
delete[] arr;
return 0;
}
结果如下：
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
Process returned 0 (0x0) execution time : 0.011 s
Press any key to continue.