【C++】核心编程--内存分区、引用

news2024/11/16 4:29:00

文章目录

1.内存分区模型
- 1.1 程序运行前
- - 1.1.1 代码区
  - 1.1.2 全局区
- 1.2 程序运行后
- - 1.2.1 栈区
  - 1.2.2 堆区
- 1.3 new操作符
2. 引用
- 2.1 给变量起别名
- 2.2 引用做函数参数
- 2.3 引用做函数返回值
- 2.4 引用的本质
- 2.25 常量引用

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
1.代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的
2.全局区：存放全局变量和静态白能量以及常量
3.栈区：由编译器自动分配存放，存放函数的参数值，局部变量等
4.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

内存四区的意义
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，生成了exe可执行程序，未执行该程序前分为两个区域

1.1.1 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的修改了它的指令

1.1.2 全局区

全局变量和静态变量存放于此
全局区还包括了常量区，字符串常量和其他常量也存放于此
该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

1.2 程序运行后

1.2.1 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,栈区开辟的数据由编译器自动释放 //形参数据也会放在栈区

1.2.2 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

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#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 本质也是局部变量，放在栈上，指针保存的数据放在堆区
	int* p = new int(10);
	return p;
}
int main()
{
	//在堆区开辟数据
	int* p = func();
	cout << *p << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

1.3 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，会返回该数据对应类型的指针

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

//1.new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，由程序员管理开辟和释放
	//如果想释放堆区的数据，利用关键字delete
	delete p;
	//cout << *p << endl;//发现异常，内存已经被释放，非法访问
}

//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];//10代表数组有10个元素
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i + 100;//给10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 加一个[]才可以
	delete[] arr;
}
int main()
{
	//test01();
	
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

2. 引用

2.1 给变量起别名

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	//引用基本语法
	//数据类型 &别名 = 原名
	int a = 10;
	//创建引用
	int& b = a;
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

注意事项：
//1.引用必须要初始化
// int &b; 错误的，引用必须初始化
//2.引用一旦初始化之后，就不能更改了

2.2 引用做函数参数

函数传参时，可以利用传参的技术让形参修饰实参
优点：可以简化指针修饰实参
值传递地址传递引用传递后两个形参可以修饰实参的

//引用的注意事项
//1.引用必须要初始化
// int &b;   错误的，引用必须初始化
//2.引用一旦初始化之后，就不能更改了

#include<iostream>
using namespace std;

//1.值传递
void mySwap01(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
//2.地址传递
void mySwap02(int* a, int* b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}

//3.引用传递
void mySwap03(int &a, int &b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//mySwap01(a, b);//值传递，形参不会修饰实参
	//cout << "a = " << a << endl;
	//cout << "b = " << b << endl;
	//mySwap02(&a, &b);//地址传递，形参会修饰实参的
	//cout << "a = " << a << endl;
	//cout << "b = " << b << endl;
	mySwap03(a, b);//引用传递，形参也是会修饰实参的
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	system("pause");
	return 0;
}