【C++核心编程】1.内存分区模型

【C++核心编程】这一阶段主要针对C++面向对象编程技术做详细讲解

一、基本概念

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，程序结束后由操作系统回收。

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。

一、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接口
• 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

#include
using namespace std;

int g_a = 10;
int g_b = 10;

int main()
{
	//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;

	//静态变量
	static int s_a = 10;

	//字符串常量
	cout << "字符串常量的地址为" << (int)&"hello world" << endl;
	
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

• 只要写在函数体内的变量都是局部变量
• 在普通变量前面加static，就属于静态变量了
• 常量分为字符串常量""和const修饰的变量（分为const修饰的全局变量和const修饰的局部变量）
• 全局区包括全局变量、静态变量、字符串常量和全局常量（const修饰的全局变量）。不包括局部变量和局部常量（const修饰的局部变量）！

二、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。

不要返回局部变量的地址，因为栈区开辟的数据由编译器在函数执行完后自动释放！

堆区：
由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束后由操作系统回收

在C++中主要利用new在堆区开辟内存

int* func()
{
	//利用new关键字，可以将数据开辟到堆区
	int * p = new int(10);//会返回地址编号，因此用指针存放
	//指针本质也是局部变量，放在栈上；指针保存的数据是放在堆区
	return p;
	//int a = 10;
	//return &a;
}

int main()
{
	
	int* p = func();
	cout << *p << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

三、new操作符

C++中利用new操作符在堆区开辟内存。
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。

开辟语法：
new 数据类型(数据值);创建一个数据；
new 数据类型[数组个数]创建一个数组。
利用new创建的数据，会返回该数据对应类型的指针。

释放语法：
delete 指针变量名;释放一个数据；
delete[] 数组指针变量名;释放一个数组。

int* func()
{
	//在堆区创建整型数据
	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;//会报错
}

//在堆区利用new开辟数组
void test02()
{
	//创建10个整型数据的数组，在堆区
	int* arr = new int[10];//10代表数组有10个元素，会返回数组首地址
	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;
	}
	//释放堆区数组
	//释放数组的时候，要加[]才可以
	delete[] arr;
}

int main()
{
	test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}