C++核心编程之-内存分区模型

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C++核心编程之-内存分区模型相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

内存分区模型

c++程序在执行时，讲内存大方向划分为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

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，字符串常量和其它常量也存放在此

​ 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

​ 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

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

示例：

栈区
#include <iostream>
using namespace std;

int* func()

	int a = 10;  // 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
	return &a;   // 返沪局部变量的地址




int main()

	// 接收func函数的返回值
	int* p = func();

	cout << *p << endl;   // 第一次打印正确的数字，是因为编译器做了保留
	cout << *p << endl;   // 第二次这个数据就不再保留了
	


	return 0;

output：

10
2084936072
请按任意键继续. . .

​

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++中主要利用关键字new在堆区开辟内存

示例：

#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 本质也是局部变量，放在栈上，指针保存的数据是放到堆区
	int * p = new int(10);
	return p;




int main()

	// 在堆区开辟数据
	int* p = func();

	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;

	return 0;

output：

10
10
请按任意键继续. . .

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

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，会返回该数据对于的类型的指针

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 1、new的基本语法
int* func()

	// 在堆区创建整数数据
	// new返回是 该数据类型的指针
	int * p = new int(10);
	return p;


void test01()

	int* p = func();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	// 堆区的数据 由程序员管理开辟，程序员管理释放
	// 如果想释放堆区的数据，利用关键字 delete
	delete p;
	// cout << *p << endl;  // 内存已经被释放，再次访问就是非法操作，会报错


// 2、在堆区利用new开辟数组
void test02()

	// 创建10个整型数据的数据，在堆区
	int* arr = new int[10];  // 10代表数组里面有10个元素

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	
		arr[i] = i + 100;
	

	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 [] 才可以
	delete[] arr;


int main()

	test01();
	test02();
	return 0;

output：

10
10
10
100
101
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请按任意键继续. . .

1内存分区模型

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;

 

以上是关于C++核心编程之-内存分区模型的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

C++核心编程内存分区模型

C++快速扫盲（核心篇）

C++内存分区模型

C++内存分区模型

内存分区模型以及newdelete操作

C++核心编程