C++内存管理，const、mutable、static、编译过程

C++ 内存分区：

栈、堆、全局/静态存储区、常量存储区、代码区

• 栈：存放函数的局部变量，函数参数，返回地址，由编译器自动分配和释放
• 堆：动态申请的内存空间，一般由程序员手动申请和释放，如果没有手动释放，操作系统会自动回收。
• 数据段/静态存储区：存放全局变量、静态变量，C语言中区分未初始化的放在.bss区，初始化过得放在.data区，C++中不在区分，在编译期为其分配内存，在程序结束时释放。（注意：若全局变量或静态变量未赋初值，系统会自动为其0初始化）
• 代码段: 存放代码，不允许修改，但可以执行。编译后的二进制文件存放在这里。

变量区分

全局变量、局部变量、静态全局变量、静态局部变量的区别

• 全局变量：全局作用域，只需要在一个源文件中声明，在其他源文件中都可以使用（使用extern）
• 局部变量：局部作用域，只在函数执行期间存在，函数执行完成，释放。
• 静态全局变量：文件作用域，仅作用于它定义的文件，其他没有定义的源文件不能使用。
• 静态局部变量：局部作用域，只对定义自己的函数体始终可见，从定义到程序运行结束一直存在。

存储位置：
全局变量、静态全局变量、静态局部变量存放在数据段
局部变量存放在栈
注意正是因为全局变量的全局作用域的性质，我们在定义变量的时候如果频繁使用全局变量，当代码量多起来，就很容易造成命名污染。
总结：
静态变量用 static 告知编译器，自己仅仅在变量的作用范围内可见。

面试问题，static作用：

1. 保持变量内容持久：静态修饰的变量放在数据段，生命周期加长。
2. 隐藏：静态修饰之后，只有定义的源文件可以发现自己
3. 作用于类的成员变量和类的成员函数，使得类变量或者类成员函数和类有关，不定义也可以使用
4. 默认初始化为0，static修饰的变量和全局变量都放在静态存储区，在静态数据区，内存中所有的字节默认值都是0x00。

面试问题：const修饰的变量一定不可以修改吗？

不一定，首先const作用的时期是编译阶段，为修饰的变量加上只读特性，告诉编译器，这个变量我希望它不被改变。而他是不能对内存的存储位置进行改变的。
实际上，一个变量是否可以被改变取决于它在内存中的存储位置，如果变量存储在只读区域，它是不能被改变的，如果放在栈区、堆区，并不是只读的，那么它就是可以修改的。
比如，const修饰局部变量，const int a =10；我们不能通过变量名a=8对他进行修改，却可以通过指针的方式对其内存进行操作。实质原因是这块内存是放在栈区的。
而对于const修饰的全局变量，通过变量名不能修改，指针也不能操作，原因是，const修饰的全局变量存放在只读数据段，这块内存是不可写的。

要点：

• const作用在编一阶段，修饰变量
• define作用在预处理阶段，定义常量
• const为其修饰的变量、指针、函数、参数附加只读特性，并没有说它变成了只读变量。实际的读写性质还是要看它的存储位置
• const全局变量存储在只读数据段，编译期最初将其保存在符号表中，第一次使用时为其分配内存，在程序结束时释放

mutable

修饰变量，可以修改变量的读写性质，是为了突破const而设置的。加了mutable表示随时可变，不管是常方法还是常饮用，只要我mutable了，就是可变的。

使用场景：
VC版本的自动指针中，使用RAII思想体现智能，在析构方法中释放空间，导致的问题就是，如果使用string作为模板参数，由于是浅拷贝，拷贝构造时，就会将同一块空间释放两次，这是不合理的。
VC的解决办法就是，引入Owns拥有权，重写拷贝构造函数。发生拷贝构造时，只需要进行拥有权的转移，即可解决上述问题。但新的问题又来了，我们通常拷贝构造的参数都是const的引用，加了const的对象还怎么修改成员。

auto_ptr(const auto_ptr &Y)
{
	_Ptr = Y._Ptr;
	_Owns = Y._Owns;
	Y.Owns = false;      要这样做Y就不能加const
}

为了方便，有两种解决方法：

1. 强制类型转换，将this指针不转换为非常的this
2. 第二个就是为成员变量加上mutable关键字，突破const的限制。变成可以修改的变量。

VC 的 auto_ptr是这样做的。

_T* release()cosnt
{
	((auto_ptr<_T>*)this)-> _Owns = false;    //强制类型转换
	return *_Ptr;
}
auto_ptr(const auto_ptr& Y):_Owns(Y._Owns),
							_Ptr(Y.release())
{	}

如果我们为_Owns加上mutable也是可以的。

private:
	mutable bool _Owns;      //可变了
	_T* _Ptr;

编译过程

• 预处理 ：头文件展开/宏替换/去掉注释/条件编译
• 编译：检查语法/生成汇编语言
• 汇编：汇编代码转为机器代码
• 连接：连接在一起生成可执行文件；链接静态库，会将函数代码部分拷贝到可执行文件，动态连接库会将函数的描述信息加载到可执行文件，比如重定向信息。