研一寒假C++复习笔记--程序的内存模型
目录
1--内存分区模型
2--代码区
3--全局区
4--栈区
5--堆区
6--new操作符
1--内存分区模型
执行C++程序时,内存可划分为4个区域,不同区域存放的数据,具有不同的生命周期;
① 代码区:存放函数的二进制代码,由操作系统进行管理;
② 全局区:存放全局变量、静态变量和常量;
③ 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;
④ 堆区:由程序员分配和释放,若程序员不释放,则在程序结束时由操作系统回收;
代码区和全局区在程序运行前划分,栈区和堆区在程序运行时划分;
2--代码区
代码存放 CPU 执行的二进制机器指令;
代码区是共享的,共享的目的是对于频繁被执行的程序,只需要在内存中存放一份代码;
代码区是只读的,只读的原因是防止程序意外地修改指令;
3--全局区
全局区存放全局变量和静态变量;
全局区包含常量区,字符串常量和其他常量存放在常量区;
全局区的数据在程序结束后由操作系统释放;
# include <iostream>
int g_a = 1;
int g_b = 1;
const int cg_a = 1; // 全局常量
const int cg_b = 1;
int main(){
int a = 1;
int b = 1;
static int s_a = 1;
static int s_b = 1;
const int c_a = 1;
const int c_b = 1;
std::cout << "a_addr: " << (long long)&a << std::endl;
std::cout << "b_addr: " << (long long)&b << std::endl;
std::cout << "g_a_addr: " << (long long)&g_a << std::endl;
std::cout << "g_b_addr: " << (long long)&g_b << std::endl;
std::cout << "s_a_addr: " << (long long)&s_a << std::endl;
std::cout << "s_b_addr: " << (long long)&s_b << std::endl;
std::cout << "str_addr: " << (long long)&"hello" << std::endl; //字符串常量
std::cout << "cg_a_addr: " << (long long)&cg_a << std::endl;
std::cout << "cg_b_addr: " << (long long)&cg_b << std::endl;
std::cout << "c_a_addr: " << (long long)&c_a << std::endl;
std::cout << "c_b_addr: " << (long long)&c_b << std::endl;
return 0;
}
局部变量和 const 修饰的局部变量(即局部常量)不存放在全局区;
全局变量、静态变量(static 修饰)、字符串常量和 const 修饰的全局变量(全局常量)存放在全局区;
4--栈区
栈区的数据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,栈区分配的数据由编译器自动释放;
# include <iostream>
int * func(){
int a = 10; // 存放在栈区,函数执行完后会被释放
return &a;
}
int main(){
int *p = func();
std::cout << *p << std::endl;
std::cout << *p << std::endl;
return 0;
}
在上面的代码中,函数 func() 的局部变量a存放在栈区中,其地址不能被返回,原因在于函数
func() 执行完后其数据会被释放;
5--堆区
堆区由程序员分配释放,若程序员不主动释放,则在程序结束时由操作系统回收;
在 C++ 中利用 new 关键字来在堆区开辟内存,以存放数据;
# include <iostream>
int * func(){
// 利用 new 操作符,将数据开辟到堆区
int* a = new int(10);
// 指针 a 本质上也是局部变量,存放在栈中,但指针指向的数据 * a 存放在堆区中
return a;
}
int main(){
int *p = func();
std::cout << *p << std::endl;
std::cout << *p << std::endl;
return 0;
}
6--new操作符
C++利用 new 操作符来在堆区开辟数据;
堆区开辟的数据,由程序员手动开辟和手动释放,利用操作符 delete 进行手动释放;
利用 new 创建的数组,会返回该数据对应类型的指针,需要用指针进行接收;
# include <iostream>
int * func(){
// 利用 new 操作符,将数据开辟到堆区
int* a = new int(10);
// new 返回是 该数据类型的指针
return a;
}
// 利用 new 关键字在堆区开辟数组
void test(){
int * arr = new int[10]; // 数组,10个元素
for (int i = 0; i < 10; i++){
arr[i] = i + 100;
}
for (int i = 0; i < 10; i++){
std::cout << arr[i] << std::endl;
}
delete[] arr; // 利用delete[]释放数组
}
int main(){
int *p = func();
std::cout << *p << std::endl;
delete p; // 利用操作符delete释放
test();
return 0;
}