【C++】内存分区模型

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

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：

​ 1. 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。

​ 2. 全局区：

​ 全局变量和静态变量存放在全局区。

​ 全局区还包含了常量区, 字符串常量和其他常量也存放在全局区。

​ 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放。

#include 
using namespace std;
// 全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;

// 全局常量
const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 10;

int main()
{

  // 局部变量
  int a = 10;
  int b = 10;

  // 打印地址
  cout << "局部变量a地址为： " << (long long)&a << endl;
  cout << "局部变量b地址为： " << (long long)&b << endl;

  cout << "全局变量g_a地址为： " << (long long)&g_a << endl;
  cout << "全局变量g_b地址为： " << (long long)&g_b << endl;

  // 静态变量
  static int s_a = 10;
  static int s_b = 10;

  cout << "静态变量s_a地址为： " << (long long)&s_a << endl;
  cout << "静态变量s_b地址为： " << (long long)&s_b << endl;

  cout << "字符串常量地址为： " << (long long)&"hello world" << endl;
  cout << "字符串常量地址为： " << (long long)&"hello world1" << endl;

  cout << "全局常量c_g_a地址为： " << (long long)&c_g_a << endl;
  cout << "全局常量c_g_b地址为： " << (long long)&c_g_b << endl;

  const int c_l_a = 10;
  const int c_l_b = 10;
  cout << "局部常量c_l_a地址为： " << (long long)&c_l_a << endl;
  cout << "局部常量c_l_b地址为： " << (long long)&c_l_b << endl;


  return 0;
}

局部变量a地址为： 6422044
局部变量b地址为： 6422040
全局变量g_a地址为： 4206608
全局变量g_b地址为： 4206612
静态变量s_a地址为： 4206616
静态变量s_b地址为： 4206620
字符串常量地址为： 4210842
字符串常量地址为： 4210854
全局常量c_g_a地址为： 4210692
全局常量c_g_b地址为： 4210696
局部常量c_l_a地址为： 6422036
局部常量c_l_b地址为： 6422032

1.2 程序运行后

​ 1. 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，栈区开辟的数据在函数执行完后由编译器自动释放。

int * func()
{
	int a = 10;
	return &a;
}

int main() {

	int *p = func();

	// cout << *p << endl;  错误
	// cout << *p << endl;  错误

	system("pause");

	return 0;
}

2. 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。

int* func()
{
	int* a = new int(10);
	return a;
}

int main() {

	int *p = func();

	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
    
	system("pause");

	return 0;
}