C++核心编程＜内存分区模型＞(1)

1.内存分区模型

1.1内存分区模型概述

• 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

1.2内存分区的意义

• 不同区域存放的数据，赋予不同的生命周期

1.3程序允许前

• 在程序编译后，生成看exe可执行文件，未执行该程序前分为两个区域

1.3.1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，使其只读的原因使防止程序意外地修改了它的指令

1.3.2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(const修饰的全局变量)**也存放在此
• 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

1.3.2.1全局区的演示

#include<iostream>
using namespace std;//全局变量
int gNum = 123;const int cgNum = 123;int main()
{// 静态变量static int sNum = 123;//常量//字符串常量// 就是一个普通的字符串// const修饰的变量//const 修饰的局部变量const string cstr = "富甲一方钱七";//创建普通局部变量int num = 123;cout << "num的局部变量内存地址为: " << &num << endl;cout << "gNum全局变量的内存地址为: " << &gNum << endl;cout << "sNum静态变量的内存地址为: " << &sNum << endl;cout << "字符串常量的地址为: " << &"法外狂徒张三" << endl;cout << "const修饰的全局变量的地址为: " << &cgNum << endl;cout << "const修饰的局部变量地址为: " << &cstr << endl; //内存地址与num局部变量地址很近system("pause");return 0;
}

1.4程序运行后

1.4.1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自动释放

1.4.1.1栈区演示

#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 main()
{int* p = func();cout << *p << endl; // 23   第一次可以打印正确的数字，是因为编译器做了一次保留cout << *p << endl; // 2073663880system("pause");return 0;
}int* func() 
{int num = 23; // 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 &num;}

1.4.2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

1.4.2.1堆区演示

#include<iostream>
using namespace std;int* func();int main()
{int* p = func();cout << *p << endl; // 123cout << *p << endl; // 123system("pause");return 0;
}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，指针保存的数据放在堆区// new int(123)  开辟的空间，返回的是指针int* p = new int(123);return p;
}

1.5new操作符

1.5.1new操作的概述

• 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，释放利用操作符delete

  #include<iostream>
  using namespace std;int* func();int main()
  {int* p = func();cout << *p << endl; // 123cout << *p << endl; // 123system("pause");return 0;
  }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，指针保存的数据放在堆区int* p = new int(123);return p;
  }
  

• 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

  #include<iostream>
  using namespace std;
  int* func();
  void test_1();
  void teste_2();int main()
  {test_1();system("pause");return 0;
  }// 在堆区利用new开辟数据空间
  int* func() 
  {// 利用new关键字开启的数据类型，返回都是指针int* p = new int(123);return p;
  }
  void test_1() 
  {int* p = func();cout << *p << endl; // 123//堆区的数据  由程序员管理开辟，程序员管理释放//如果想释放堆区的数据，利用关键词deletedelete p;// cout << *p << endl; // 引发了异常: 读取访问权限冲突。
  }
  // 在堆区利用new开辟数组
  void test_2()
  {// 创建10整型数据的数组，在堆区// 返回连续空间的指针的首地址int* arr = new int[10];// 释放堆区的数组// 释放数据需要加[] 释放delete[] arr;
  }