C++内存四区模型使用及说明
作者：葱卤山猪
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
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：
- 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放.
全局变量和静态变量存放在此.
全局变量注意事项：
1、在函数外部定义的变量，使用范围从定义的地方开始到——>本源文件结束
2、如果没给初始值，会自动初始化为0
3、当全局变量名称和局部变量名称相同时，使用的是局部变量
4、若使用的全局变量定义于其他的源文件中，可以使用extern关键字声明【extern int a;】
静态变量注意事项：static关键字
1、static作用全局变量之前，称为静态全局变量，限制其他源文件使用（仅限本源文件使用）
2、static作用局部变量之前，称为静态局部变量，只初始化一次，函数结束后空间不会释放
3、static作用函数之前，称为静态函数，仅限本文件使用
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.
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关键字
1、static作用全局变量之前，称为静态全局变量，限制其他源文件使用（仅限本源文件使用）
2、static作用局部变量之前，称为静态局部变量，只初始化一次，函数结束后空间不会释放
3、static作用函数之前，称为静态函数，仅限本文件使用
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;
}
- 打印结果：
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 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：
int * func(int b)//形参数据也会存放栈区
{
b=100;
int a = 10;//局部变量存放栈区，栈区数据在函数执行完后自动释放
return &a;
}
int main() {
int *p = func(1);
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()
{
//利用new关键字可以将数据开辟到堆区。new int(10)返回的是10这个数据的地址
//指针 本质也是局部变量，指针指向堆区数据的地址，==新开辟一片存储空间==将其地址存在栈上
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
1.3 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
示例1： 基本语法
int* func()
{
//在堆区创建整型数据
//new返回是 该数据类型的指针
int* a = new int(10);//10代表创建的整型数据为10
return a;
}
int main() {
int *p = func();
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
//堆区的数据 由程序员管理开辟， 释放
//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;
}
示例2：开辟数组
//堆区开辟数组
int main() {
//创建10整型数据的数组，在堆区
int* arr = new int[10];//10代表数组有10个元素
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;
}
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。