c++ 内存分区模型

C++程序在执行时，将内存大方向分为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。

内存分区意义：

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、程序运行前

在程序编译后，生成了可执行程序，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这里。
  • 全局区还包含了常量区，字符串常量和其他常量也存放在这里。
  • 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放。

测试代码：

#include <iostream>

using namespace std;

//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;

const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 10;

int main(int argc, char const *argv[]) {

    //创建普通局部变量
    int a = 10;
    int b = 10;

    //静态变量 在普通变量前加static，属于静态变量
    static int s_a = 10;
    static int s_b = 10;

    cout << "局部变量a的地址是：" << &a << endl;
    cout << "局部变量b的地址是：" << &b << endl;

    cout << "全局变量g_a的地址为：" << &g_a << endl;
    cout << "全局变量g_b的地址为：" << &g_b << endl;

    cout << "静态变量s_a的地址为：" << &s_a << endl;
    cout << "静态变量s_b的地址为：" << &s_b << endl;


    //常量
    //字符串常量
    cout << "字符串常量的地址为：" << &"hello world" << endl;

    //const修饰的变量
    //const修饰的全局变量，const修饰的局部变量
    cout << "const修饰的全局常量c_g_a的地址为：" << &c_g_a << endl;
    cout << "const修饰的全局常量c_g_b的地址为：" << &c_g_b << endl;

    const int c_l_a = 10;
    const int c_l_b = 10;
    cout << "const修饰的局部常量c_l_a的地址为：" << &c_l_a << endl;
    cout << "const修饰的局部常量c_l_b的地址为：" << &c_l_b << endl;

    return 0;
}

测试结果：

![[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NErmxX0c-1610714968179)(c++%20%E5%86%85%E5%AD%98%E5%88%86%E5%8C%BA%E6%A8%A1%E5%9E%8B.assets/image-20210115114024291.png)]](https://www.icode9.com/i/ll/?i=20210115205023357.png?,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTU4MTcy,size_16,color_FFFFFF,t_70)

图解：

![[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-r6dAiI6U-1610714968181)(c++%20%E5%86%85%E5%AD%98%E5%88%86%E5%8C%BA%E6%A8%A1%E5%9E%8B.assets/image-20210115113833674.png)]](https://www.icode9.com/i/ll/?i=20210115205029155.png?,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTU4MTcy,size_16,color_FFFFFF,t_70)

总结：

  • C++中在程序运行前分为全局区和代码区
  • 代码区特定是共享和只读
  • 全局区中存放全局变量、全局常量、静态变量、字符串常量

2、程序运行后

2.1 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管理开辟和释放。

测试代码：

// 注意，返回局部变量地址是非法操作，不建议使用
#include <iostream>

using namespace std;

int * func(int b) { //形参数据也会放在栈区
    b = 100;
    int a = 10; //局部变量~存放在栈区
    return &a; //返回局部变量的地址
}

int main(int argc, char const *argv[]) {
    int * p = func(1);
    cout << *p << endl; //第一次打印正确，原因是编译器做了保留
    cout << *p << endl; //第二次打印，数据已经不再保留了
    return 0;
}

测试结果：（第一次正常，第二次乱码）

c++ 内存分区模型教程

2.2 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

测试代码：

#include <iostream>

using namespace std;

int * func() {
    //利用new关键字，可以将数据开辟到堆区
    //指针本质上也是局部变量，放在栈上，但是指针保存的数据是放在堆区中的
    int * p = new int(10);
    return p;
}

int main(int argc, char const *argv[]) {

    //在堆区开辟数据
    int * p = func();
    cout << p << endl; //数据存放的地址（数据在堆中）
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    return 0;
}

测试结果：

c++ 内存分区模型教程

图解说明：

![[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-W9XqN1dc-1610714968186)(c++%20%E5%86%85%E5%AD%98%E5%88%86%E5%8C%BA%E6%A8%A1%E5%9E%8B.assets/image-20210115202106900.png)]](https://www.icode9.com/i/ll/?i=20210115205058627.png?,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTU4MTcy,size_16,color_FFFFFF,t_70)

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，释放时利用操作符delete；

语法：new 数据类型、delete 指针、new []、delete []

补充说明：

  • 利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针;
  • delete只是释放掉指针所指向的内存，告诉系统那块地址可以再次分配，并没有被销毁，所以建议delete后，加一句p = NULL;

实例1：在堆中手动开辟一个变量，并手动释放；

#include <iostream>

using namespace std;

//1、new的基本语法
int * func() {
    //在堆区创建整型数据
    //new返回该数据类型的指针
    int * p = new int(10);
    return p;
}
void test01() {
    int * p = func();
    //堆区数据由程序员管理开辟，程序员管理释放
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    delete p;
    p = NULL;
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;//内存已经被释放，再次访问就是非法操作
}

int main(int argc, char const *argv[]) {
    test01();
    return 0;
}

c++ 内存分区模型教程

实例2：在堆中手动开辟一个数组，分配值并手动释放；

#include <iostream>

using namespace std;

void test02() {
    //在堆区创建10整型数据的数组
    int * arr = new int[10]; //此处开辟了长度为10的数组
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        arr[i] = i + 100; //给10个元素复制
    }
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        cout << arr[i] << endl;
    }
    //释放堆区数组时，需要加上[]，不然会出错
    delete [] arr;
}
int main(int argc, char const *argv[]) {
    test02();
    return 0;
}

![[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vOhUpEji-1610714968189)(c++%20%E5%86%85%E5%AD%98%E5%88%86%E5%8C%BA%E6%A8%A1%E5%9E%8B.assets/image-20210115204655569.png)]](https://www.icode9.com/i/ll/?i=20210115205112840.png?,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTU4MTcy,size_16,color_FFFFFF,t_70)

写在最后

希望你能发光如星！

标签: 内存, 分区, int, c++, 释放, 局部变量, 堆区, new

相关文章推荐

添加新评论，含*的栏目为必填