C++的内存模型

news2024/9/28 9:24:28

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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。

全局区:存放全局变量、静态变量、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:由程序员自主分配和释放,若程序员不释放,程序结束时,由操作系统回收。

内存4区的意义:

        不同区域存放的数据,赋予不同的生命周期,给我们更大的灵活性去编程。

1.程序运行前

程序运行前,生成了 exe 可执行程序,为执行该程序之前,内存划分为两个区域

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,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在此。

        全局区还包含了常量区,字符常量和其他常量也存放在此。

        该区域的内存空间在程序执行结束之后由操作系统释放。

总结:

        C++中在程序运行前,分为全局区和代码区。

        代码区的特点是共享和只读。

        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、字符串常量。

2.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、局部变量等。

        注意:不要返回局部变量的地址,因为栈区开辟的内存空间由编译器自动释放。函数执行结束后,就自动出栈,函数内部的局部变量就会被销毁,分配给局部变量的内存空间也会被回收。这个时候,如果再通过指针对它的局部变量进行操作,就会发生意想不到的错误。

#include <iostream>
#include <Windows.h>

using namespace std;

// 栈区注意事项:不能返回局部变量的地址
// 栈区的数据由编译器管理分配和释放

int* func() 
{
	int a = 10; //局部变量,存放在栈区,栈区的数据在函数执行结束后就自动销毁
	return &a; // 返回局部变量的地址
}

int main(void)
{
	int* p = func(); // 接收func的返回值

	// 打印指针变量p指向的数据
	cout << *p << endl; // 打印10,第一次可以正确打印数字,是因为编译器做了保留
	cout << *p << endl; // 打印乱码,第二次打印,编译器就不再保留数据了

	system("pause");
	return 0;

}

        堆区:由程序员自主分配和释放,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。

#include <iostream>
#include <Windows.h>

using namespace std;

// 栈区注意事项:不能返回局部变量的地址
// 栈区的数据由编译器管理分配和释放

int* func() 
{
	// 利用 new 关键字,可以将数据开辟到堆区
	int* a = new int(10); // new关键字在堆区动态分配内存空间,并返回首地址
	return a; // 返回指针变量a
}

int main(void)
{
	int* p = func(); // 接收func的返回值

	// 打印指针变量p指向的数据
	cout << *p << endl; // 打印10
	cout << *p << endl; // 打印10,因为p指向的数据存放在堆区,堆区数据由程序员自主分配和销毁

	system("pause");
	return 0;

}

        总结:

        堆区数据由程序员开辟和销毁。

        堆区数据利用 new 关键字进行开辟内存。

3.new操作符

        在C++中,利用 new 关键字在堆区开辟内存空间。

        堆区的内存空间,由程序员手动开辟,手动释放,利用 delete 关键字

        利用 new 创建的数据,会返回该数据对应的类型指针。

new 运算符的使用方法icon-default.png?t=N7T8https://blog.csdn.net/weixin_45146479/article/details/136642423?spm=1001.2014.3001.5501delete 运算符的使用方法icon-default.png?t=N7T8https://blog.csdn.net/weixin_45146479/article/details/136643466?spm=1001.2014.3001.5501

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