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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。

===== 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**（如 `const` 修饰的全局变量）也存放在此。
  * **该区域的数据在程序结束后由操作系统释放**。

**示例代码：**

<code cpp>
#include <iostream>
using namespace std;

// 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;

	// 打印地址
	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;

	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 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;
}
</code>

> **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。

===== 程序运行后 =====

====  栈区 (Stack) ====

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。

**示例代码：**

<code cpp>
#include <iostream>
using namespace std;

// 栈区数据注意事项
// 不要返回局部变量的地址
int * func()
{
	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 *p = func();

	cout << *p << endl; // 第一次可以打印正确的数字，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

	system("pause");

	return 0;
}
</code>

==== 堆区 (Heap) ====

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。

**示例代码：**

<code cpp>
#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，指针保存的数据是放在堆区
	int* a = new int(10);
	return a;
}

int main() {

	// 在堆区开辟数据
	int *p = func();

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

	system("pause");

	return 0;
}
</code>

> **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。

===== new 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**：<code cpp>new 数据类型</code>

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 ====

<code cpp>
#include <iostream>
using namespace std;

// 1. new的基本语法
int* func()
{
	// 在堆区创建整型数据
	// new返回是 该数据类型的指针
	int* 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;
}
</code>

==== 示例2：开辟数组 ====

<code cpp>
#include <iostream>
using namespace std;

// 堆区开辟数组
int main() {

	// 创建10整型数据的数组，在堆区
	int* arr = new int[10];

	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;
	}

	// 释放数组 delete 后加 []
	delete[] arr;

	system("pause");

	return 0;
}
</code>
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