c++之内存模型

c++在程序执行时，将内存大方向分为四个区：

• 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；

内存四区的意义：不同区域存放的数据，赋予不同的生命周期，给我们更灵活的编程。

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，只需要在内存中存有一份代码即可；
• 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于此。
• 该区域的数据在程序结束后由系统释放；

#include <iostream>
using namespace std;
//全局变量
int c = 10;
int d = 10;
//const修饰的全局变量
const int h = 10;

int main() {
    //局部变量
    int a = 10;
    int b = 10;
    //静态变量
    static int e = 10;
    static int f = 10;
    //const修饰的局部变量
    const int g = 10;
    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c的地址为：" << (int)&c << endl;
    cout << "全局变量d的地址为：" << (int)&d << endl;
    cout << "静态变量e的地址为：" << (int)&e << endl;
    cout << "静态变量f的地址为：" << (int)&f << endl;
    //字符串常量
    cout << "字符串常量的地址为：" << (int)&"hello" << endl;
    cout << "const修饰的局部变量的地址为：" << (int)&g << endl;
    cout << "const修饰的全局变量的地址为：" << (int)&h << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

输出：

我们可以发现什么？

局部变量位于一块内存，全局变量、静态变量和常量位于另一块内存。

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；

#include <iostream>
using namespace std;
int* func(int b) {

    //局部变量存储在栈区，程序结束后会由系统释放；
    //形参也会存储在栈区；
    b = 10;
    int a = 10;
    //不要返回局部变量的地址
    return &a;
}

int main() {
    //接收func的返回值
    int* p = func();
    //第一次可以打印正确是因为编译器做了保留
    cout << *p << endl;
    //第二次就不会保留了
    cout << *p << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

输出：

堆区：由程序员分配释放，若程序员不释放，则程序结束时由系统释放。在c++中主要利用new在堆区开辟内存。

#include <iostream>
using namespace std;
int* func(){
    //利用new在堆中开辟内存
    //指针本质也是局部变量，存放在栈上，指针保存的数据是存放在堆区
    int* p = new int(10);
    return p;
}

int main() {
    int* p = func();
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

输出：

new操作符：

c++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，释放使用delet操作符。

#include <iostream>
using namespace std;
int* func(){
    //利用new在堆中开辟内存
    //指针本质也是局部变量，存放在栈上，指针保存的数据是存放在堆区
    int* p = new int(10);
    return p;
}

int main() {
    int* p = func();
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    delete p;
    cout << *p << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

在释放了内存之后，再访问就会报访问权限错误。

//在堆中开辟内存存储数组
int* arr = new int[10];
for(int i=0;i<10;i++){
    arr[i] = i;
}
//释放内存
delete[] arr