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操作系统的内存区域
C++内存分区模型
1. 程序运行前
2. 程序运行后
3. new 操作符的使用
操作系统的内存区域
- text段：存储程序的二进制指令，即程序源码编译后的二进制代码
- data段：存储已被初始化的全局变量、常量
- bss段：存储未被初始化的全局变量，和data段一样都属于静态分配，在编译阶段就确定了大小，不释放
- stack段（栈空间）：主要用于函数调用时存储临时变量的，这部分的内存是自动分配，自动释放的
- heap段（堆空间）：主要用于动态分配，C语言中malloc和free操作堆内存，Go语言主要靠GC自动管理这部分。
图示：
C++内存分区模型
C++程序在执行时，将内存大方向划分为4各区域
- 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. 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
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其他程序意外修改了他的指令
全局区：（局部开头的都不在全局区）
全局变量，静态变量，字符串常量，const修饰的全局变量(全局常量)）
全局变量和静态变量存放的地址
全局区还包括了常量区，字符常量和其他常量
该区域的数据据在程序结束后由操作系统释放
图示：
示例：
#include<iostream>
using namespace std;
// 全局变量
int g_a=10;
int g_b=10;
// const修饰的全局变量
const int c_g_a=10;
const int c_g_b=10;
int main()
{
// 全局区
// 全局变、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的地址为："<<&a<<endl;
cout<<"局部变量b的地址为："<<&b<<endl;
// 静态变量
static int s_a=10;
static int s_b=10;
cout<<"静态变量s_a的地址为："<<&s_a<<endl;
cout<<"静态变量s_b的地址为："<<&s_b<<endl;
// 常量
// 1、字符串常量
cout<<"字符串常量的地址为："<<&"hello world"<<endl;
// 2、const修饰的变量
// const修饰的全局变量
cout<<"const修饰的全局变量g_a的地址为："<<&c_g_a<<endl;
cout<<"const修饰的全局变量g_b的地址为："<<&c_g_b<<endl;
// const修饰的局部变量
const int c_l_a=10; // c- const g- global l- local
const int c_l_b=10;
cout<<"const修饰的局部变量g_a的地址为："<<&c_l_a<<endl;
cout<<"const修饰的局部变量g_b的地址为："<<&c_l_b<<endl;
// 全局变量
cout<<"全局变量g_a的地址为："<<&g_a<<endl;
cout<<"全局变量g_b的地址为："<<&g_b<<endl;
return 0;
}运行结果：
总结：
- C++中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修饰的全局变量和字符串常量
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：
#include<iostream>
using namespace std;
// 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
{
b=100;
int a=10;// 局部变量,存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后自动释放
return &a;// 返回局部变量的地址
}
int main()
{
int b;
// 接受func函数的返回值
int* p=func(b);
cout<<*p<<endl;// 第一次可以正确打印数字，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
return 0;
}运行结果：
错误显示：
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
图示：
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 本质也是局部变量，是放在栈上的，指针保存的数据是放在堆区的
int *a=new int(10);
return a;
}
int main()
{
// 在堆区开辟数据
// 接受func函数的返回值
int* p=func();
cout<<*p<<endl;
cout<<*p<<endl;
return 0;
}运行结果：
3. new 操作符的使用
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：
#include<iostream>
using namespace std;
// 1、new 的基本语法
int* func()
{
// 在堆区创建数据
// new 返回的是 该数据类型的指针
int *a=new int(10);
return a;
}
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;// 内存已经被释放，再次访问就是非法操作，就会报错
}
// 2、在堆区利用new开辟数组
void test02()
{
// 创建10个整型数组，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;
}
for(int i=0;i<10;i++)
{
cout<<arr[i]<<" ";
}
// 释放堆区数据
// 释放数组的时候 要加[]才可以
delete[] arr;
}
int main()
{
cout<<"test01"<<endl;
test01();
cout<<endl<<"test02"<<endl;
test02();
return 0;
}运行结果：
