20240209

内存分区模型

分区意义

• 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

代码区

• 处于程序未执行之前

• 程序编译后生成的可执行程序

• 存放函数体的二进制代码，存放CPU执行的机器指令，由操作系统进行管理

• 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，只读的原因是防止程序意外的修改了它的指令

全局区

特点

• 处于程序未执行之前

• 存放全局变量和静态变量

• 全局区包含了常量区，字符串常量和其它常量也存放在此

• 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

代码示例

• 代码

#include <iostream>

using namespace std;

// 全局变量
int g_a = 20;
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;
	// 静态变量, 在局部变量前面加上static关键字
	static int s_a = 10;
	static int s_b = 10;
	// 局部常量，在局部变量前面加上const关键字
	const int c_a = 10;
	const int c_b = 10;
	cout << "局部变量a的地址是：" << &a << endl;
	cout << "局部变量b的地址是：" << &b << endl;
	cout << "静态局部变量a的地址是：" << &s_a << endl;
	cout << "静态局部变量b的地址是：" << &s_b << endl;
	cout << "局部常量c_a的地址是：" << &c_a << endl;
	cout << "局部常量c_b的地址是：" << &c_b << endl;
	cout << "字符串常量hello的地址是：" << &("hello") << endl;
	cout << "全局变量g_a的地址是：" << &g_a << endl;
	cout << "全局变量g_b的地址是：" << &g_b << endl;
	cout << "const修饰的全局常量c_g_a的地址是：" << &c_g_a << endl;
	cout << "const修饰的全局变量c_g_b的地址是：" << &c_g_b << endl;
	return 0;
}

• 运行结果，在内存中的存放位置，通过地址可以看到存储的远近

栈区

特点

• 处于程序运行后

• 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

代码示例

#include <iostream>

using namespace std;

int * func(int b) {	// 形参存放在栈区
	int a = 10;	// 局部变量存放在栈区
	return &a;	// 返回局部变量地址
}

int main(){
	int *p = func(1);
	cout << *p <<endl;	// 第一次可以打印正确数字是因为编译器做了保留
	cout << *p <<endl;	// 第二次就会返回乱码
	return 0;
}

堆区

特点

• 由程序员自己分配释放，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

代码示例

#include <iostream>

using namespace std;

int * func() {
	// 利用new关键字可以将数据开辟到堆区
	// 指针p是局部变量放在栈上，指针保存的数据是放在堆区
	int *p = new int(10);
	return p;
}

int main() {
	// 在堆区开辟数据
	int *p = func();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	return 0;
}

new 操作符

• c++ 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，会返回改数据对应类型的指针