黑马视频笔记：C++程序的内存模型

Posted 2021-06-12 Zeker62

视频内容来自B站

内存分区模型

内存划分四个区域

• 代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理
• 全局区：存放全局变量和静态变量以及常量
• 栈区：由编译器自动分配和释放，存放函数的参数值、局部变量等
• 堆区：由程序员分配和释放，如果程序员不释放，程序结束时由操作系统自动回收
  内存四区存在的意义：
  不同区域存放的数据，富裕不同的生命周期，给我们更大的灵活编程。

程序运行前

在程序编译后，生成exe可执行程序，未执行该程序前分为两个区域。

• 代码区：
  • CPU执行的机器指令
  • 代码区是共享的：目的是对于频繁被执行的程序，只需要内存中有一份代码即可
  • 代码区是只读的：使其只读是防止程序意外地修改了他的指令。
• 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（const修饰的变量）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;
// 全局变量
int g_a=10;
int g_b=20;

const int g_c=33;
int main(){
    // 全局区



    // 创建普通局部变量
    int a=10;
    int b=11;
    cout<<"局部变量a的地址"<<(long)&a<<endl;
    cout<<"局部变量b的地址"<<(long)&b<<endl;
    // linux指针类型占用8个字节
    cout<<"linux的指针占用的内存为："<<sizeof(int*)<<endl;

    cout<<"全局变量a的地址"<<(long)&g_a<<endl;
    cout<<"全局变量b的地址"<<(long)&g_b<<endl;

    // 静态变量：在普通变量前面加上static，属于静态变量
    static int s_a=10;
    static int s_b=11;
    cout<<"静态变量a的地址"<<(long)&s_a<<endl;
    cout<<"静态变量b的地址"<<(long)&s_b<<endl;

    // 常量：字符串常量、const修饰的变量
    cout<<"字符串常量的地址"<<(long)&"hello"<<endl;
    // const修饰的全局变量、const修饰的局部变量
    const int s_c=122;
    cout<<"const修饰的全局变量的地址"<<(long)&g_c<<endl;
    cout<<"const修饰的局部变量的地址"<<(long)&s_c<<endl;
    // 只要有局部修饰的就不在全局区
    system("pasue");
    return 0;
}

局部变量a的地址140737488346428
局部变量b的地址140737488346432
linux的指针占用的内存为：8
全局变量a的地址93824992247824
全局变量b的地址93824992247828
静态变量a的地址93824992247832
静态变量b的地址93824992247836
字符串常量的地址93824992239833
const修饰的全局变量的地址93824992239628
const修饰的局部变量的地址140737488346436

结论：

• 全局区中存放全局变量、静态变量和常量
• 全局区中还有常量区：常量区中存放const修饰的全局常量和字符串常量。

程序运行后

栈区：

• 由编译器自动分配和释放
• 存放函数的参数值、局部变量等
• 注意：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。

#include<iostream>
using namespace std;

// 栈区数据注意事项---不要返回局部变量的地址
int* func(int b){
    b=100;
    // int类型的指针才是一个int类型的地址
    int a=10;
    // 存放在栈区
    return &a;
}


int main(){
    int*p=func(3);
    // 接受func函数的返回值
    cout<<*p<<endl;//报错
    cout<<*p<<endl;//乱码
    return 0;
}

堆区：

• 由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束由操作系统回收
• 在C++中主要利用new在堆区开辟内存。

#include<iostream>
using namespace std;

// 栈区数据注意事项---不要返回局部变量的地址
int* func(){
    // int类型的指针才是一个int类型的地址
    // 利用new关键字 可以将数据开辟到堆区域
    // new int（10）可以返回一个地址编号
    // 指针本身也是个局部变量
    int *a=new int(10);
    // 存放在栈区
    return a;
}


int main(){
    int*p=func();
    // 接受func函数的返回值
    cout<<*p<<endl;//报错
    return 0;
}

new操作符

• C++利用new操作符在堆区开辟数据
• 堆开辟的数据，由程序员手动开辟，手动释放，释放操作符用delete
• 语法：new 数据类型
• 利用new创建的数据，会返回该数据对应类型的指针

#include<iostream>
using namespace std;
int * func(){
    // 在堆区创建一个整形的数据
    // 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;
    // 释放堆区的数据
    delete p;
    cout<<*p<<endl;
    // 内存已经被释放，再次访问就是非法
}
// 在堆区开辟数组
void test02(){
    // 创建10整形的数组，在堆区
    int* arr=new int[10];
    for(int i=0;i<10;i++){
        arr[i]=i+100;
        // 赋值
    }
    for(int i=0;i<10;i++){
        cout<<arr[i]<<endl;
    }
    //释放堆区数组
    // 释放数组的时候要加[],否则只会释放一个数据
    delete []arr;
}

int main(){
    test01();
    test02();
    return 0;
}