17C++内存分区模型

9 C++面向对象编程

本阶段主要针对C++面向对象编程技术

9.1 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

内存分区意义：

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

9.1.1 程序运行前

在程序编译后，生成了exe可执行文件， 未执行该程序前分为两个区：

代码区：

• 存放CPU执行的机器指令（二进制代码）
• 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
• 该区的数据在程序结束后由操作系统释放（回收）

#include
using namespace std;

//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;

//全局静态变量
static int g_s_a = 10;
static int  g_s_b = 120;

//const修改全局变量
const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 12;

int main()
{
	//全局区
	//全局变量、静态变量、常量

	//创建普通局部变量（在函数里面的变量为局部变量）
	int a=12;
	int  b = 10;
	cout << "局部变量a的地址空间为：" << (int)&a << endl;
	cout << "局部变量b的地址空间为：" << (int)&b << endl;

	cout << "全局变量g_a的地址空间为：" << (int)&g_a << endl;
	cout << "全部变量g_b的地址空间为：" << (int)&g_b << endl;

	//静态变量---需要在普通变量前面加上关键字static
	static int  s_a = 10;
	static int  s_b = 120;

	cout << "静态变量s_a的地址为：" << (int)&s_a << endl;
	cout << "静态变量s_b的地址为：" << (int)&s_b << endl;

	cout << "全局静态变量g_s_a的地址为：" << (int)&g_s_a << endl;
	cout << "全局静态变量g_s_b的地址为：" << (int)&g_s_b << endl;

	//常量：
	//字符串常量
	cout << "字符串常量的地址：" << (int)&"hello world" << endl;

	//const
	//const 修饰的全局变量和局部变量
	cout << "const修饰的全局变量c_g_a的地址：" << (int)&c_g_a << endl;
	cout << "const修饰的全局变量c_g_b的地址：" << (int)&c_g_b << endl;
	//const 修饰的局部变量
	const int c_a = 10;
	const int c_b = 10;

	cout << "const修饰的局部变量c_a的地址：" << (int)&c_a << endl;
	cout << "const修饰的局部变量c_b的地址：" << (int)&c_b << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

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执行结果：

原理图：

9.1.2 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：**不要返回局部变量在地址，栈区开辟的数据由编译器自动释放。

#include
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 b)//形参数据也会放在栈区
{
	b = 10;
	int a = 10;  //局部变量存放在栈区，栈区的数据在函数执行后自动释放
	return &a; //返回局部变量的地址
}

int main()
{
	//接收func函数的返回值
	int *a = func(1);
	cout << *a << endl;	//第一次可以打压正确是因为编译器做了一次保留
	cout << *a << endl;	//第二次这个数据执行完就不保留了，地址空间以及被释放了

	system("pause");
	return 0;
}
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运行如下结果：

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释放。

在C++中主要利用new在堆区开辟内存

#include
using namespace std;

int* func()
{
	//利用关键词new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* q = new int(10);
	return q;
}
int main()
{
	//在堆区开辟数据
	int* p = func();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;

	return 0;
}
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运行结果：

原理图：

9.1.3 关键字new

• 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指针，用对应的类型的指针接收即可

基本用法：

#include
using namespace std;

//1、new的基本语法
int *func1()
{
	//在堆区创建整形数据
	//new返回是，该数据类型的指针
	int* q = new int(10);
	return q;
}

void test01()
{
	int* p = func1();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	//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，利用关键字delete
	delete p;
	//cout << "以及释放后：" <<*p << endl;  //内存已经释放，再次访问是非法操作，会报错

}

	//2、在堆区利用new开辟一个数组
	void test02()
	{
		//创建10整形数据的数组，在堆区
		int* arr = new int[10];  //10代表数组有10个元素

		//给创建的数组赋值
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			arr[i] = i + 100;  //给arr中10个元素赋值
		 }

		//打印数组里面的函数
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			cout << arr[i] << endl;
		}

		//释放堆区的数组的时候，要加[]才行
		delete[] arr;
	}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}
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运行结果：

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