C++ 学习笔记（2） 内存分区模型

C++ 学习笔记（2） 内存分区模型

C++程序在执行时，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

题外话：看到堆和栈的时候，想到了之前学习线程时的知识。一个进程可以调用pthread_creatre（）函数创建多个线程。多个线程之间共享全局变量，这就引出了线程之间同步的概念，有了条件，锁等等机制。而各个线程之间的栈空间是独有的。

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.
具体示意图如下：
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

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。
下面为举例程序：

#include
#include
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;
}

运行结果如下图：
由上图可知：在func函数中返回的是局部变量a的地址，而a是局部变量，存放在栈中，在函数调用结束后自动释放。理应在主函数中得不到a的值，而第一次输出a的值的原因是系统会保存一次，之后彻底释放。

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,利用delete回收。

下面为举例程序：

#include
#include
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;
}

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，会返回该数据对应的类型的指针

示例：开辟数组

#include
#include
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;
}