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C++学习笔记1- 内存分区模型

thinkTV
2022-09-14 / 0 评论 / 0 点赞 / 117 阅读 / 1,296 字 / 正在检测是否收录...

说明1:参考视频《黑马程序员C++教程从0到1入门编程》,配合视频学习使用。
说明2:新手阅读本文前建议先阅读C语言学习笔记。

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

2. 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:

//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;
}

图片-1663162238942

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修饰的全局常量字符串常量

3. 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:

int * func()
{
	int a = 10;
	return &a;
}

int main() {

	int *p = func();

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

	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:

int* func()
{
	int* a = new int(10);
	return a;
}

int main() {

	int *p = func();

	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
    
	system("pause");

	return 0;
}

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

4. 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

例1: 基本语法

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;
}

例2:开辟数组

//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;
}

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