1内存分区模型

Posted 2023-03-26 Make Things

C++学习笔记，主要参考B站黑马的C++视频，仅供参考，欢迎大家一起学习交流。

 

 

C++在程序执行时，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。

 

内存四区的意义：

　　不容区域存放的数据，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、全局常量、静态变量存放在此。

　　（全局区的数据在程序结束后由操作系统释放）

 #include <iostream>
 #include <string>
 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;
 
 //全局字符串变量
 string g_s_a = "hello c++";
 string g_s_b = "bye bye c++";
 //全局字符串变量
 const string c_g_s_a = "hello c++";
 const string c_g_s_b = "bye bye c++";
 
 int main()
 
     //局部变量
     int a = 10;
     int b = 10;
 
     //局部常量
     const int c_l_a = 10;
     const int c_l_b = 10;
 
     //局部字符串变量
     string sa = "hello world";
     string sb = "hello c++";
 
     //局部字符串常量
     const string c_sa = "hello c++";
     const string c_sb = "bye bye c++";
 
     //打印 局部变量、局部常量 的地址
     cout << "局部变量a地址为： " << (int)&a << endl;
     cout << "局部变量b地址为： " << (int)&b << endl;
     cout << "局部常量c_l_a地址为： " << (int)&c_l_a << endl;
     cout << "局部常量c_l_b地址为： " << (int)&c_l_b << endl;
 
     cout << "局部字符串变量地址为： " << (int)&sa << endl;
     cout << "局部字符串变量地址为： " << (int)&sb << endl;
 
     cout << "局部字符串常量地址为： " << (int)&c_sa << endl;
     cout << "局部字符串常量地址为： " << (int)&c_sb << endl;
 
     //静态变量
     static int s_a = 10;
     static int s_b = 10;
 
     
 
     
 
     //打印 静态变量、全局变量、全局常量、字符串变量的 地址
     cout << "静态变量s_a地址为： " << (int)&s_a << endl;
     cout << "静态变量s_b地址为： " << (int)&s_b << endl;
 
     cout << "全局变量g_a地址为: " << (int)&g_a << endl;
     cout << "全局变量g_b地址为：" << (int)&g_b << endl;
 
 
     cout << "全局常量c_g_a地址为： " << (int)&c_g_a << endl;
     cout << "全局常量c_g_b地址为： " << (int)&c_g_b << endl;
 
     
 
     cout << "全局字符串变量地址为： " << (int)&g_s_a << endl;
     cout << "全局字符串变量地址为： " << (int)&g_s_b << endl;
 
     cout << "全局字符串常量地址为： " << (int)&c_g_s_a << endl;
     cout << "全局字符串常量地址为： " << (int)&c_g_s_b << endl;
 
 
     system("pause");
 
     return 0;
 

运行结果

 

 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、全局常量、静态变量。

　　局部区中存放局部变量、局部常量

 

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：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）

如：

 #include <iostream>
 
 using namespace std;
 
 int* func()
 
     int a = 10;
     return &a;
 
 
 int main()
 
     int* p = func();
 
     cout << *p << endl;
     cout << *p << endl;
 
     system("pause");
 
     return 0;
 

运行结果：

 

 第一次输出*p时为正常结果，这是因为编译器考虑到函数func中局部变量a的地址可能还会用到，所以没有释放，第二次输出就是个随机数了。

 

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。

示例：

 #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;
 
     system("pause");
 
     return 0;
 

运行结果：

 

 

 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，会返回该数据对应类型的指针。

示例1：基本语法

#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

    system("pause");

    return 0;

总结：释放的空间不可访问

 

示例2：开辟数组

 #include <iostream>
 
 using namespace std;
 
 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;
 
     system("pause");
 
     return 0;