C++的内存管理

分手后的思念是犯贱 2021-10-29 22:58 282阅读 0赞

在C++中，虚拟内存分为代码段、数据段、BSS段、堆区、文件映射区以及栈区六部分。其中，代码段、数据段、BSS段为静态存储区，堆区、映射区、栈区为动态存储区。

代码段：包括只读存储区和文本区，其中只读存储区存储字符串常量，文本区存储程序的机器代码。

数据段：存储程序中已初始化的全局变量和静态变量。

BSS段：存储未初始化的全局变量和静态变量，以及所有被初始化为0的全局变量和静态变量。对于未初始化的全局变量和静态变量，程序运行main函数之前会统一清0，即未初始化的全局变量编译器会初始化为0。

堆区：调用new/malloc函数时在堆区动态分配内存，同时需要调用delete/free来手动释放申请的内存。当进程未调用malloc时是没有堆段区间的，只有调用malloc时才分配一个堆，并且在程序运行过程中可以动态增加堆的大小。地址增长方式为从低地址向高地址增加。分配小内存时，即小于128k时使用break指针来平移。当分配内存大于128k时，使用的是mmap()，在映射区分配。

映射区：存储动态链接库以及调用mmap函数时进行的文件映射。

栈区：使用栈空间存储函数的返回地址、参数、局部变量、返回值。地址增长方式为从高地址向低地址增长，在创建进程时会有一个最大栈大小，此最大栈大小与编译器有关，VS下为1M。但此大小可以在Linux下通过ulimit命令指定。

32位CPU可寻址4G线性空间，每个进程都有各自独立的4G逻辑地址，其中0~3G是用户态空间，3~4G是内核空间，不同进程相同的逻辑地址会映射到不同的物理地址中。

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可借助以下代码来理解内存分区的概念：

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    int k = 1;
    int main()
    {
           int  i = 1;
           char *j;
           static int m = 1;
           char *n = "hello";
           /*变量n位于栈上，其内容为一地址，指向位于文字常量区的"hello"，此时"hello"在内存中只有一份拷贝；
           而语句char a[] = "hello"，则不同。此时，a是一个位于栈上的有6个元素的数组，
           并将"hello"拷贝到它所占的内存中，此时"hello"有两份拷贝。*/
           printf("栈区地址为：0x%x\n", &i);
           j = (char*)malloc(2);
           free(j);
           printf("堆区地址为：0x%x\n", j);
           printf("全局变量地址为：0x%x\n", &k);
           printf("静态变量地址为：0x%x\n", &m);
           printf("文字常量区地址为：0x%x\n", n);
           printf("程序代码区地址为：0x%x\n", &main);
           return 0;
    }

![20190817142332966.png][]

const char* arr = "123";
    //字符串123保存在常量区，const本来是修饰arr指向的值不能通过arr去修改，但是字符串123在常量区，本来就不能改变，所以加不加const效果都一样。
    
    char* brr = "123";
    //字符串123保存在常量区，这个与arr指针指向的是同一个位置，同样也不能通过brr去修改123的值
    
    const char crr[] = "123";
    //此时的123本来是在栈上的，但是编译器可能会做某些优化，将其放到常量区
    
    char drr[] = "123";
    //字符串123保存在栈区，可以通过drr去修改

**C++里是怎么定义常量的？常量存放在内存的哪个位置？**

常量在C++里定义就是一个top-level const加上对象类型，定义时必须初始化。对于局部对象，常量存放在栈区，对于全局对象，常量存放在全局/静态存储区。对于字符值常量，存放在常量存储区。

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[20190817142332966.png]: /images/20211029/e0f5213ccbf44a6ab104482051407ea8.png