内存四区

1. 内存分区模型

C++在执行时，将内存大方向划分为4个区域：

• 内存区：存放函数的二进制代码，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
• 堆区：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等
• 栈区：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

内存四区存在意义：

不同区域存放的数据，赋予不同的生命周期，给予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以外地修改了它的指令

全局区：

• 全局变量和静态变量存放于此
• 全局区还包含了常量区、字符串常量和其它常量也存放在此。
• 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

示例代码

# include <iostream>
using namespace std;

int g_a = 10;
int g_b = 20;

const int c_g_a = 10;

int main()
{
    //函数体内，局部变量
    int a = 10;
    int b = 20;
    const int c_g_b = 20;

    cout << "局部变量a的地址为：" << (int)&a << endl;
    cout << "局部变量b的地址为：" << (int)&b << endl;

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

    //静态变量在普通变量之前加static，属于静态变量
    static int s_a = 10;
    static int s_b = 20;
    cout << "静态变量s_a的地址为：" << (int)&s_a << endl;
    cout << "静态变量s_b的地址为：" << (int)&s_b << endl;

    //常量
    //字符串常量

    cout << "字符串常量 helloworld 的地址为：" << (int)&"helloworld" << endl;

    //const修饰的变量
    //const修饰的全局变量，const修饰的局部变量

    cout << "全局常量 c_g_a 的地址为：" << (int)&c_g_a << endl;
    cout << "局部常量 c_g_b 的地址为：" << (int)&c_g_b << endl;

    const int c_l_a = 10;
    const int c_l_b = 20;

    cout << "局部常量 c_l_a 的地址为：" << (int)&c_l_a << endl;
    cout << "局部变量 c_l_b 的地址为：" << (int)&c_l_b << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

运行结果

图示关系

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

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
//栈区的数据由编译器管理开辟和释放

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

    cout << *p << endl;         //第一次可以正确打印正确的数字，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：

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* p = new int(10);
    return p;
}

int main()
{

    //在堆区开辟数据
    int* p = func();

    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;

    system("pause");
    return 0;

}

图示：

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