C++核心编程内存分区模型

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，生成了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.

代码示例：

'''

#include <iostream>
using namespace std;

//g-global l-local c-const  s-static

//全局变量
int g_a = 10;
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;

    cout << "局部变量a地址为： " << (int)&a << endl;
    cout << "局部变量b地址为： " << (int)&b << endl;

    cout << "全局变量g_a地址为： " << (int)&g_a << endl;
    cout << "全局变量g_b地址为： " << (int)&g_b << endl;

    //静态变量
    static int s_a = 10;
    static int s_b = 10;

    cout << "静态变量s_a地址为： " << (int)&s_a << endl;
    cout << "静态变量s_b地址为： " << (int)&s_b << endl;

    //字符串常量"xxxx"
    cout << "字符串常量地址为： " << (int)&"hello world" << endl;
    cout << "字符串常量地址为： " << (int)&"hello world1" << endl;

    cout << "全局常量c_g_a地址为： " << (int)&c_g_a << endl;
    cout << "全局常量c_g_b地址为： " << (int)&c_g_b << endl;

    //const修饰的变量（局部常量）
    const int c_l_a = 10;
    const int c_l_b = 10;

    cout << "局部常量c_l_a地址为： " << (int)&c_l_a << endl;
    cout << "局部常量c_l_b地址为： " << (int)&c_l_b << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

'''

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

代码示例：

'''
#include <iostream>
using namespace std;

//栈区的数据存储空间由编译器开辟和释放
//栈区中注意不要返回局部变量的地址

int* func()
{
    int a = 10;//在函数调用结束后释放内存空间
    return &a;
}

int main() {
    
    //接受返回的地址
    int* p = func();

    cout << *p << endl;//第一次输出正确，编译器做了保留
    cout << *p << endl;//第二次输出错误，不再做保留

    system("pause");

    return 0;
}
'''

输出结果：

10
-858993460

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

代码示例：

'''
#include <iostream>
using namespace std;

//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

int* func()
{
    int* a = new int(10);//可以使用new关键字开辟堆区空间
    return a;
    //指针a本质也是存放在栈区的局部变量，但是数据是存放在堆区，函数调用结束不会被释放
}

int main() {

    //接受地址，存放指针a的内存已经被释放，但是这个地址指向的存放在堆区的数据还在
    int* p = func();

    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;

    system("pause");
    return 0;
}
'''

输出结果

10
10

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

1.3new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

```
#include <iostream>
using namespace std;    
int* func()
{
    int* a = new int(10);
    return a;
}

int main() 
{

    int *p = func();

    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;

    //利用delete释放堆区数据
    delete p;

    //cout << *p << endl; //报错，释放的空间不可访问

    system("pause");

    return 0;
}
```

输出：

10
10

示例2：开辟数组

```
#include <iostream>
using namespace std;
//堆区开辟数组
int main()
{
    //new返回数值的首地址
    int* arr = new int[10];

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        arr[i] = i + 1;
    }

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    //释放数组 delete 后加 []
    delete[] arr;//表明你释放的是一段空间

    system("pause");

    return 0;
}

```

输出：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C++核心编程 内存分区模型

1 内存分区模型

1.1程序运行前

1.2程序运行后

1.3new操作符

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