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:
#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; }
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