c++基础学习第四天（内存分区，引用）

提示：c++基础学习第四天（内存分区，引用）

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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（exe）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

    // 全局区
	// 全局变量（函数外的变量）、静态变量、常量
	// 创建普通局部变量(函数内的变量)
	int a = 10;
	int b = 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g_a的地址为：" << (int)&g_a << endl;
	cout << "全局变量g_b的地址为：" << (int)&g_b << endl;
	// 静态变量  在普通变量前面加static, 属于静态变量
	static int s_a = 10;
	static int s_b = 10;
	cout << "静态变量sa的地址为：" << (int)&s_a << endl;
	cout << "静态变量sb的地址为：" << (int)&s_b << endl;

	//常量
	//字符串常量（双引号里面的）
	cout << "字符串常量的地址为：" << (int)&"hel1o world" << endl;
	//const修饰的变量
	//const修饰的全局变量，const修饰的局部变量(不在)
	cout << "全局常量c_g_a的地址为：" << (int)&c_g_a << endl;
	cout << "全局常量c_g_b的地址为：" << (int)&c_g_b << endl;
	const int c_1_a = 10; // c - const  g - global  1 - local
	const int c_1_b = 10;
	cout << "局部常量c_1_a的地址为：" << (int)&c_1_a << endl;
	cout << "局部常量c_1_b的地址为：" << (int)&c_1_b << endl;;
	//局部变量、const修饰的局部变量（局部常量）->不在全局区中
	//全局变量,静态变量(tatic关键字),常量(字符串常量,const修饰的全局变量（全局常量))->全局区
	/*
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总结：

1. C++中在程序运行前分为全局区和代码区
2. 代码区特点是共享和只读
3. 全局区中存放全局变量、静态变量、常量
4. 常量区中存放const修饰的全局常量和字符率常量

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泽器自动释放
（存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后自动释放）

int* func() {
	int a = 10;//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 &a;//返回局部变量的地址
}

int main() {
	//接受func函数的返回值
	int* p = func();//形参数据也会放在栈区I
	cout << *p << endl; //第一次可以打印正确的数字，是因为编译器做了保留(x86)
		
	cout << *p << endl;//第二次这个数据可能就不再保留了
	system("pause");
	return 0;

}
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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

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，指针保存的数据是放在堆区
	int* p = new int(10);
	return p;
}

int main() {
	// 在堆区开辟数据
	int* p= func();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	system("pause");
	return 0;
}
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1.3、new操作符

C++中利用new操作符在堆区开醉数据
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

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;
}
	//释放堆区数组
	//释放数组的时候要加[]才可以
	int* arr = new int[10];
    delete [] arr;
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2、引用

2.1、引用的基本使用

作用：给变量起别名
语法：数摆类型 &别名 = 原名

	//引用基本语法
	//数据类型 &别名=原名
	int a = 10;
	//创建引用
	int &b = a;
	cout << "a=" << a << endl;
	cout << "b=" << b << endl;
	b = 100;
	cout << "a=" << a << endl;
	cout << "b=" << b << endl;
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2.2、引用注意事项

·引用必须初始化
·引用在初始化后，不可以改变

	int a1 = 10;
	//1、引用必须初始化
	//int&b://错误，必须要初始化
	int &b1 = a1;
	//2、引用在初始化后，不可以改变
	int c1 = 20;
	b1 = c1; // 赋值操作，而不是更改引用
	// &b1 = &c1; //更改引用
	cout << "a1=" << a1 << endl; 
	cout << "b1=" << b1 << endl;
	cout << "c1=" << c1 << endl;
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2.3、引用做函数参数

作用：函数传参时，可以利用引用的技术让形参修饰实参
优点：可以简化指针修改实参

int a2 = 10;
int b2 = 20;
// mySwap01(a, b); //值传递，形参不会修饰实参
// mySwap02(&a2, &b2);//地址传递，形参会修饰实参的
mySwap03(a, b);//引用传递，形参会修饰实参的
cout << "a2 =" << a2 << endl;
cout << "b2 =" << b2 << endl;
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总结：通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单

2.4、引用做函数返回值

作用：引用是可以作为函数的返回值存在的
注意：不要返回局部变量引用
用法：函数调用作为左值

	//int &ref = test01();
	//cout << "ref =" << ref << endl; // 第一次结果正确，是因为编译器做了保留
	//cout << "ref =" << ref << endl; //第二次结果错误，因为a的内存已经释放
	int& ref2 = test02();
	cout << "ref2 =" << ref2 << endl;
	cout << "ref2 =" << ref2 << endl;
	test02() = 1000;//如果函数的返回值是引用，这个函数调用可以作为左值
	cout << "ref2 =" << ref2 << endl;
	cout << "ref2 =" << ref2 << endl;
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2.5、引用的本质

本质：引用的本质在c++内部实现是一个指针常量.
指针常量是指针指向不可改，也说明为什么引用不可更改

	int a3 = 10;
	//自动转换为int * const ref = &a；指针常量是指针指向不可改，也说明为什么引用不可更改
	int &ref3 = a3;
	ref3 = 20; // 内部发现ref是引用，自动带找们转换为：*ref = 20；
	cout << "a3:" << a3 << endl;
	cout << "ref3:" << ref3 << endl;
	func(a3);
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结论：C++推荐用弱引用技术，因为语法方便，引用本质是指针常量，但是所有的指针操作编译器都帮我们做了

2.6、常量引用

作用：常量引用主要用来修饰形参，防止误操作
在函数形参列表中，可以加cost修饰形参，防止形参改变实参

	// 常量引用
	//使用场景：用来修饰形参，防止误操作
	//int a=10:
	// 加上const之后编译器将代码修改int temp = l0; const int& ref = temp;
	// const int& ref = 10; / 引用必须引一块合法的内存空间
	//ref=20;/加入const.之后变为只读，不可以修改
	int a4 = 100;
	showValue(a4);
	cout << "a4=" << a4 << endl;
	system("pause");
	return 0;
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