C++核心编程：1 内存分区模型

C++ 核心编程

本阶段主要针对 C++ 面向对象编程技术做详细讲解，探讨 C++ 中核心技术和精髓。

1 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
• 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

 

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

#include
#include
using namespace std;

//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;

//const修饰的全局变量，全局常量
int c_g_a = 10;
int c_g_b = 10;

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 = 10;
	int b = 10;

	cout << "局部变量a的地址为：" << (int)&a << endl;//加int是为了看十进制的地址
	//cout << "局部变量a的数据类型为" << typeid(a).name() << endl;
	cout << "局部变量b的地址为：" << (int)&b << endl;

	//全局变量定义在main函数前面
	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\"hello world\"的地址为：" << (int)&"hello world" << endl;
	const string str = "hello world";
	cout << "const修饰的string变量str的地址为：" << (int)&str << endl; 
	// const修饰的变量
	// const修饰的全局变量
	cout << "const修饰的全局变量 c_g_a 的地址为：" << (int)&c_g_a << endl;
	cout << "const修饰的全局变量 c_g_b 的地址为：" << (int)&c_g_b << endl;
	
	// const修饰的局部变量
	const int c_l_a = 10; 
	const int c_l_b = 10;
	cout << "const修饰的局部变量 c_l_a 的地址为：" << (int)&c_l_a << endl;
	cout << "const修饰的局部变量 c_l_b 的地址为：" << (int)&c_l_b << endl;




	system("pause");

	return 0;

}

结果:

1.2 程序运行后

栈区：
由编译器自动分配和释放，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

#include
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) { //形参数据也会放在栈区
	b = 100;
	int a = 10; //局部变量，存放在栈区，栈区的数据在函数执行完之后自动释放
	return &a; //返回局部变量的地址
}

int main() {

	//接受func函数的返回值
	int* p = func(1);

	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再保留了

	system("pause");

	return 0;
}

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在堆区开辟内容

示例

#include
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，保存在栈上，指针保存的数据放在堆区；
	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;
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;


	system("pause");

	return 0;
}

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++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