C++内存分区模型

初识C++内存分区模型

在了解内存分区之前，我们先来聊一聊为什么要进行内存分区。在进行了内存分区之后，在不同的区域存放的数据，会有不同的生命周期，从而会让程序员的编程变得更加灵活。

我们这次讨论的内存模型是将内存划分为四部分的版本，也是笔者在和黑马学习过程中学习到的版本。

而C++在程序运行的过程中，将内存分为四个区域：

1. 代码区
   存放函数的二进制代码，即CPU执行的机器指令，由操作系统进行管理。

2. 全局区
   存放全局变量、静态变量（static，分为全局与局部静态变量）和部分常量。

3. 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、局部常量等。

4. 堆区
   由程序员进行分配和释放，而如果程序员不释放，则在程序结束运行时，由操作系统来进行回收。

程序运行前

程序编译后，会生成可执行程序，而在该程序未执行之前，内存分为代码区和全局区两个区域。

代码区

存放函数的二进制代码，即CPU执行的机器指令，由操作系统进行管理。
代码区的特性是共享与只读：

• 共享：对于被频繁执行的程序，在内存中只需要保存一份代码即可。
• 只读：防止程序被意外修改。

全局区

存放全局变量、静态变量（static）和部分常量。
其中部分常量为常量区，即字符串常量和全局常量（ const 关键字修饰的全局常量）；不包括局部常量。

#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、局部常量等。

堆区

由程序员进行分配和释放，而如果程序员不释放，则在程序结束运行时，由操作系统来进行回收。
主要利用 new 在堆区开辟内存，由 delete 进行释放。

ps：利用 new 常见的数据，返回的是该数据对应类型的指针。

内存分区代码示例

#include 
using namespace std;

//全局变量 全局区
int global_a=10;
int global_b=20;

//全局常量 全局区
const int global_const_a=10;
const int global_const_b=20;

//全局静态变量 全局区
static int static_global_a=10;
static int static_global_b=20;

//形参 栈区
void func(int a){

    //局部变量 栈区
    int b=20;

    cout<<"函数func()的形参 a 的地址为："<< &a <<endl;
    cout<<"函数func()的局部变量 b 的地址为："<< &b <<endl<<endl;
}

int main() {

    cout<<"栈区"<<endl;

    //局部变量 栈区
    int a = 10;
    int b = 20;

    cout<<"局部变量 a 的地址为："<< &a <<endl;
    cout<<"局部变量 b 的地址为："<< &b <<endl;

    //局部常量 栈区
    const int const_a=10;
    const int const_b=10;

    cout<<"局部常量 const_a 的地址为："<< &const_a <<endl;
    cout<<"局部常量 const_b 的地址为："<< &const_b <<endl;

    //形参 栈区
    func(a);


    cout<<"全局区"<<endl;

    cout<<"全局变量 global_a 的地址为："<< &global_a <<endl;
    cout<<"全局变量 global_b 的地址为："<< &global_b <<endl;

    cout<<"全局常量 global_const_a 的地址为："<< &global_const_a <<endl;
    cout<<"全局常量 global_const_a 的地址为："<< &global_const_b <<endl;

    cout<<"全局静态变量 static_global_a 的地址为："<< &static_global_a <<endl;
    cout<<"全局静态变量 static_global_b 的地址为："<< &static_global_b <<endl;

    //局部静态变量 全局区
    static int Static_a=10;
    static int Static_b=20;

    cout<<"局部静态变量 Static_a 的地址为："<< &Static_a <<endl;
    cout<<"局部静态变量 Static_b 的地址为："<< &Static_b <<endl;

    //字符串常量 全局区
    cout<<"字符串常量的地址为："<< &"hello world s1" <<endl;
    cout<<"字符串常量的地址为："<< &"hello world s2" <<endl<<endl;


    cout<<"堆区"<<endl;

    //new 堆区
    int* new_a=new int(10);
    int* new_b=new int(20);

    cout<<"堆区变量 new_a 的地址为："<< new_a <<endl;
    cout<<"堆区变量 new_a 的地址为："<< new_b <<endl<<endl;

    return 0;
}

运行结果分析如下：