[C++知识库]C++程序的内存模型

内存分区模型

C++在程序执行时，将内存大方向化为4个区域。不同区域存放的数据有不同的生命周期，可以方便灵活编程。在程序编译后，生成了exe可执行程序，未执行该程序前分为代码区和全局区。

代码区

代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的。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

全局区：存放全局变量和静态变量。还包含常量区，字符串常量和其他常量也存放在此。该区域在程序结束后由操作系统释放。变量和局部常量不在全局区。全局区存放全局变量，静态变量和全局常量和字符串常量。

#include<iostream>
using namespace std;

int g_a = 10;       //定义全局变量
int g_b = 10;    

const int c_g_a = 10;     //定义全局常量


int main() {
	//全局区

	//创建普通局部变量
	int a = 10;
	int b = 10;
	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;

	//创建静态变量，在普通变量前加static，就转为静态变量
	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，分为字符串常量(被双引号括起来的字符串都叫字符串常量)以及被const修饰的变量
	cout << "字符串常量的地址为:" << (int)"hello world" << endl;
	cout << "全局常量c_g_a的地址为：" << int(&c_g_a) << endl;

	const int c_g_b = 10;
	cout << "局部常量c_g_b的地址为：" << int(&c_g_b) << endl;
	
	system("pause");
	return 0;
}

栈区

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。

int * func(int b) {      //形参数据也存放在栈区
	int aa = 10;
	b = 100;
	return &aa;
}
int main() {
	int * p =func(1);
	cout << *p << endl;   //第一次可以打印正确的数字，编译怕你误删会进行一次保留
	cout << *p << endl;   //第二次以后就是乱码，数据不再进行保留

	system("pause");
	return 0;
}

堆区

堆区：由代码编写人员进行分配和释放，若没有人为手动释放，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。

#include<iostream>
using namespace std;

int* func1() {
	//利用关键字new,可以将数据开辟到堆区
	int * q = new int(10);     //指针本质上也是局部变量，指针放在栈区，而指针保存的数据放在堆区
	return q;
}

int main() {

	//在堆区开辟数据
	int* q = func1();
	cout << *q << endl;
	cout << *q << endl;
	
	system("pause");
	return 0;
}

new操作符

new操作符：C++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。利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针。

#include <iostream>
using namespace std;

//1、了解new的语法
int* func() {
	//在堆区创建整形数据
	//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;         //堆区的数据由程序员管理开辟和释放，若没释放则在程序结束后由操作系统自动释放
	//若想释放堆区数据，使用关键词delete
	delete p;
}

//2、在堆区利用new开辟数组
void test02() {
	int * arr = new int[10];       //在堆区创建一个数组，内含10个元素
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		arr[i]  = i + 100;  //给10个元素赋值，为100~109
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		cout << arr[i] << endl;
	}
	delete[] arr;    //释放堆区数组，释放数组时要加一个[]告诉系统释放的是一个数组
}
int main() {

	test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

delete操作符

delete操作符：如果想释放堆区数据，利用关键字delete。

int * p =new int(10);
//若想释放堆区数据，使用关键词delete
delete p;

int * arr = new int[10];       //在堆区创建一个数组，内含10个元素
delete[] arr;    //释放堆区数组，释放数组时要加一个[]告诉系统释放的是一个数组