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++的核心和精髓

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

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.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他的指令

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，字符串常量和其他常量也存放在此。

该区域的数据在程序结束后由操作系统释放。

代码：

#include 
using namespace std;

//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 20;
//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


	//创建普通局部变量
	int a = 10;
	int b = 10;

	cout << "局部变量a的地址：" << (int)&a << endl;
	cout << "局部变量b的地址：" << (int)&b << endl;
	cout << "全局变量g_a的地址：" << (int)&g_a << endl;
	cout << "全局变量g_b的地址：" << (int)&g_b << endl;

	//静态变量 在普通变量前面加一个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：" << (int)&s_a << endl;
	cout << "静态变量s_b的地址：" << (int)&s_b << endl;
 
	//常量
	//字符串常量
	cout << "字符串常量的地址 ：" << (int)&"hello world" << endl;
	//const修饰的变量
	//const修饰的全局变量，const修饰的局部变量
	const int c_l_a = 10;
	const int c_l_b = 10;


	cout << "全局常量 c_g_a的地址：" << (int)&c_g_a << endl;
	cout << "全局常量 c_g_b的地址：" << (int)&c_g_b << endl;
	cout << "局部常量 c_l_a的地址：" << (int)&c_l_a << endl;
	cout << "局部常量 c_l_b的地址：" << (int)&c_l_b << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

 效果图：

总结：

• C++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修饰的全局常量和字符串常量

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

注意事项：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：

//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
{
	int a = 10; //局部变量
	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在堆区开辟内存

示例：

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，放在栈上，指针保存的数据是放在堆区的
	int * p = new int(10);
	return p;
}
int main()
{
	//在堆区开辟数据
	int * p =func();
	cout << *p << endl;
	system ("pause");
	return 0;
}

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++中利用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

示例1：基本语法 & 释放数组

//1、new的基本语法

int * func()
{
	//在堆区创建整型数据
	//new返回是 该数据类型的指针

	int * p = new int(10);
	return p;
}

void test01()
{
	int * p = func();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	//堆区的数据由程序员管理开辟 程序员管理释放
	//如果想释放堆区的数据，利用关键字 delete
	delete p;
	cout << *p << endl;//内存已经释放再次访问就是非法操作，输出就会报错
}
//2、在堆区利用new开辟数组
void test02()
{
	//创建10整型数据的数组，在堆区
	int * arr = new int[10];//创建一个数组有10个元素
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i + 100; //给十个元素赋值 100 - 109
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}
	//释放堆区数组
	//释放数组的时候 要加[]才可以
	delete[] arr;
}
int main()
{
	test01();
	test02();
	system ("pause");
	return 0;
}