C++核心编程 1 程序的内存模型教程

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（写的所有代码都在代码区）

全局区：存放全局变量、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

内存四区的意义：不同区域的数据，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（main函数外面）和静态变量（在普通变量前加static）存放于此

全局区还包含了常量区，字符串常量 ("hello world") 和其他常量（const修饰的全局变量）也存放于此

该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

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修饰的全局变量 和 字符串常量

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：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

#include<iostream>
using namespace std;

//栈区数据注意事项  ---  不要返回局部变量的地址
//栈区的数据由编译器管理开辟和释放

int * func(int b)   //形参数据也会放在栈区
{<br></br>　　 b = 100;<br></br>　　 cout << b << endl;
    int a = 10;    //局部变量  存放栈区，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()
{
    //接收函数的返回值 
    int * p = func(1);

    cout << *p << endl;  //第一次可以打印出正确的数据 10 ，是因为编译器防止用户是误操作而做了一次保留
    cout << *p << endl;  //第二次这个数据就不再保留 打印出来的是乱码 因为局部变量a的内存已经被释放
    
    system("pause");
    return 0;
}

打印出来的结果：

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

实例：

#include<iostream>
using namespace std;

int * func()
{
    //利用new关键字  可以将数据开辟到堆区<br></br>　　 //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<br></br>
    int * p = new int (10);    
    return p;     
}

int main()
{
    int * p = func();  //接收函数的返回值

    cout << *p << endl;  
    cout << *p << endl;  
    system("pause");
    return 0;
}

打印结果：

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

实例：1、基本语法

#include<iostream>
using namespace std;

int * func()
{
    //在堆区创建整型数据
    //new返回的是 该数据类型的指针
    int * p = new int (10);    
    return p;     
}

void test1()  //new的基本语法
{
    int * p = func();
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    //堆区数据由程序员管理开辟、释放，若想释放 利用关键字delete
    delete p;
    cout << *p << endl;  //内存已经被释放，再次访问就是非法操作，会报错
}
int main()
{
    //int * p = func();  //接收函数的返回值
    test1();
    
    system("pause");
    return 0;
}

打印结果：因为delete p 后，p已被释放，故第四次打印出错。

2、在堆区new数组

#include<iostream>
using namespace std;


//2、在堆区利用new开辟数组
void test2()
{
    //创建10个 整型数据的数组，在堆区
    int * arr = new int[10];  //10代表数组有10个元素
    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;
    }
    //释放堆区数组
    //释放数组的时候要加[]才可以
    delete[] arr;
}
int main()
{
    test2();
    system("pause");
    return 0;
}

打印结果：