C++的内存模型
1. 内存分区
① 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。
② 内存四区的意义：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 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、全局区。
② 所有的写的代码(注释、变量、语句等)都会放到代码区中。
③ 栈区中的数据由编译器决定数据的生成和死亡。
④ 堆区中的数据由程序员决定数据的生存和死亡。
2. 内存四区
2.1 代码区
① 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员意外地修改了它的指令。
2.2 全局区
① 全局区：
- 全局变量和静态变量存放在此，局部常量不放在全局区。
- 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。
python
#include <iostream>
using namespace std;
//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 20;
//const修饰的全局常量
const int c_g_a = 50;
const int c_g_b = 60;
int main()
{
//全局区
//全局变量、静态变量、常量
//创建普通局部变量
int a = 30;
int b = 40;
cout << "局部变量a的地址为：" << (int)&a << endl;
cout << "局部变量b的地址为：" << (int)&b << endl;
cout << "全局变量g_a的地址为：" << (int)&g_a << endl;
cout << "全局变量g_b的地址为：" << (int)&g_b << endl;
//静态变量 在普通变量前面加static,属于静态变量
static int s_a = 10;
static int s_b = 10;
cout << "静态变量s_a的地址为：" << (int)&s_a << endl;
cout << "静态变量s_b的地址为：" << (int)&s_b << endl;
//常量
//字符串常量
cout << "字符串常量的地址为：" << (int)&"hello world" << endl;
//const修饰的变量
//const修饰的局部变量,const修饰的局部变量
cout << "全局常量c_g_a的地址为：" << (int)&c_g_a << endl;
cout << "全局常量c_g_a的地址为：" << (int)&c_g_b << endl;
const int c_l_a = 10; // c-const g-global l-local;
const int c_l_b = 10;
cout << "局域常量c_l_a的地址为：" << (int)&c_l_a << endl;
cout << "局域常量c_l_b的地址为：" << (int)&c_l_a << endl;
system("pause");
return 0;
}运行结果：
- 局部变量a的地址为：14023100
- 局部变量b的地址为：14023088
- 全局变量g_a的地址为：4964352
- 全局变量g_b的地址为：4964356
- 静态变量s_a的地址为：4964360
- 静态变量s_b的地址为：4964364
- 字符串常量的地址为：4955128
- 全局常量c_g_a的地址为：4954928
- 全局常量c_g_a的地址为：4954932
- 局域常量c_l_a的地址为：14023076
- 局域常量c_l_b的地址为：14023076
- 请按任意键继续. . .
2.3 栈区
① 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。
- 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。
python
#include <iostream>
using namespace std;
//栈区数据注意事项：不要返回局部变量的地址
//栈区的数据由编译器管理开辟和释放
int* func(int b) //返回的是一个地址 int*；形参的数据也会放在栈区
{
int a = 10; //局部变量存放的数据10存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后自动释放
return &a; //返回局部变量的地址，即数据10的的地址
}
int main()
{
//接收func函数的返回值
int* p = func(1); //用指针接收栈区上的数据10的地址，由于栈区上数据10已经被释放，所以对地址解引用会获得乱码的值。
cout << *p << endl; //第一次可以 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在保留了。
system("pause");
return 0;
}运行结果：
- 10
- 1905325
- 请按任意键继续. . .
2.4 堆区
① 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。
python
#include <iostream>
using namespace std;
int* func() //返回的是一个地址 int*；形参的数据也会放在栈区
{
//利用new关键字，可以将数据开辟到堆区
//指针本质也是变量，这里的指针是局部变量，局部变量的数据放在栈上，即指针保存的数据是放在堆区
int * p = new int(10); //new关键字会返回一个地址，因此用栈上的指针来接收堆上数据的地址。
return p;
}
int main()
{
//在堆区开辟数据
int* p = func(); //堆区的地址返回给 *p 了，栈区数据是否，堆区数据没释放
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
system("pause");
return 0;
}运行结果：
- 10
- 10
- 10
- 10
- 请按任意键继续. . .
3. new操作符
① C++中利用new操作符在堆区开辟数据。
② 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。
③ 语法：new 数据类型
④ 利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针。
python
#include <iostream>
using namespace std;
//1、new的基本语法
int* func() //返回的是一个地址 int*；形参的数据也会放在栈区
{
//在堆区创建整型数据
//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
//如果想释放堆区数据，利用关键字 delete
delete p;
// cout << *p << endl; //报错，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开辟数据
void test02()
{
//创建10整型数据的数组，在堆区
int* arr = new int[10];//10代表数组有10个元素
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
arr[i] = i + 100; //给10个元素赋值 100~109
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << arr[i] << endl;
}
//释放堆区数据
//释放数组的时候，要加[]才可以
delete[] arr;
}
int main()
{
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}运行结果：
- 10
- 10
- 10
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
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