bilibiliC++01-05程序的内存模型-内存四区-代码区、全局区、栈区、堆区-new运算符

r囧r小猫 2022-10-25 01:33 190阅读 0赞

# C++核心编程 #

本阶段主要针对C++面向对象编程技术做详细讲解，探讨C++中的核心和精髓。

## 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.

**示例：**

#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;
    }
    /* 局部变量a地址为： 15728156 局部变量b地址为： 15728144 全局变量g_a地址为： 11780096 全局变量g_b地址为： 11780100 静态变量s_a地址为： 11780104 静态变量s_b地址为： 11780108 字符串常量地址为： 11770868 字符串常量地址为： 11770884 全局常量c_g_a地址为： 11770672 全局常量c_g_b地址为： 11770676 局部常量c_l_a地址为： 15728132 局部常量c_l_b地址为： 15728120 请按任意键继续. . . */

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

**示例：**

#include<iostream>
    using namespace std;
    int* func()
    { 
    	int a = 10;
    	return &a;
    }
    
    int main() { 
    
    	int* p = func();
    
    	cout << *p << endl;//第一次打印正确的数字，是因为编译器做了一次保留
    	cout << *p << endl;//第二次这个数据就不在保留了
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }
    /* 10 2075838992//乱码 请按任意键继续. . . */

**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

**示例：**

#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;
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }
    /* 10 10 请按任意键继续. . . */

**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

### 1.3 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;
    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;
    }
    /* 10 10 请按任意键继续. . . */

**示例2：开辟数组**

#include<iostream>
    using namespace std;
    //堆区开辟数组
    int main() { 
    
    	int* arr = new int[10];
    
    	for (int i = 0; i < 10; i++)
    	{ 
    		arr[i] = i + 100;
    	}
    
    	for (int i = 0; i < 10; i++)
    	{ 
    		cout << arr[i] << endl;
    	}
    	//释放数组 delete 后加 []
    	delete[] arr;
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }
    /* 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 请按任意键继续. . . */