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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

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。

全局区

全局变量和静态变量存放在此。

示例代码:

#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;
}
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:

#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;
}

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:

#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;
}
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

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;
 
// 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;
}

示例2:开辟数组

#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;
}