C++内存分区模型

C++程序执行时，，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，提供更大的灵活编程

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区

​ 全局区还包括了常量区，字符串常量和其他常量也存放在该区

​ 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

示例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;

//定义全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;

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

int main()
{

	//全局区

	//全局变量、静态变量、常量

	//创建不同局部变量
	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，在普通变量前加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 << "字符串常量地址：" << (int)&"HelloWorld" << endl;
	//const修饰变量
	//const修饰的全局变量、const修饰的局部变量
	cout << "全局常量c_g_a的地址为：" << (int)&c_g_a << endl;
	cout << "全局常量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 << "局部常量c_l_a的地址为：" << (int)&c_l_a << endl;
	cout << "局部常量c_l_b的地址为：" << (int)&c_l_b << endl;

	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

结果示意：

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修饰的全局变量 和 字符串变量
• 局部变量、const修饰的局部变量（局部常量）不在全局区中

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：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

示例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;

//栈区数据 --- 不要返回局部变量地址
//栈区的数据由编译器管理开辟和释放

int* func(int b)//形参的数据也会存放在栈区
{
	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后自动释放
	return &a;  //返回变量地址
}

int main()
{
	//接受func函数返回值
	int *p = func();

	cout << *p << endl;//第一次可以打印正确值，是编译器做了保留，编译器认为这个数据还有用，会保留一次，在使用完后释放
	cout << *p << endl;//第二次数据不再保留，已经释放

	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

结果示意：

堆区：

​ 由程序员分配释放，若不释放，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

示例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;

int * func()
{
	//利用new关键字，可以在将数据开辟在堆区
	//指针本质是局部变量，存放在栈区，指针保存的数据是放在了堆区
	int * p = new int(100);
	return p;
}

int main()
{

	//在堆区开辟数据
	int *p = func();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;

	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

总结：

1、堆区数据由程序员管理开辟和释放

2、堆区数据利用new关键字进行开辟内存

1.3 new关键字

C++中利用new操作符在堆区开辟数据

语法：new 数据类型

创建数组语法：数据类型 * 变量名 = new 数据类型(存储的值);

堆区开辟的数据，有程序员手动开辟，手动释放，释放利用操作符delete

语法：delete 变量名

删除数组语法：delete[] 变量名

利用new创建的数据，会返回改数据对应的类型的指针

示例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;

//1、new的基本语法
int * func()
{
	//在堆区创建整型数据
	//new返回的是该数据类型的指针（地址）
	int *p = new int(10);
	return p;
}

void test01()
{
	int *p = func();
	cout << *p << endl;
	//堆区的数据由程序员管理开辟与释放
	//如果要释放堆区的数据，要利用关键字delete
	delete p;
	//cout << *p << endl;//数据内存已经释放，再次访问就是非法操作，会报错
}

//在堆区开辟数组
void test02()
{
	//创建10个整型数据的数组，在堆区
	int *arr = new int[10];
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i + 100;
	}

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}

	//释放堆区数组
	//释放数组要加[]
	delete[] arr;

}

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

	//2、在堆区利用new开辟数组


	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}