1. 内存分区模型

内存分区模型

内存在计算机中大致分为四个区域：

代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统管理
全局区：存放全局变量，静态变量与常量
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：由用户分配释放，若不释放程序结束后由操作系统回收

程序运行前

程序编译后，生成exe可执行程序，未执行前分为两个区域

代码区：

存放CPU执行的机器指令
代码区是共享的，对于频繁执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可
代码区是只读的，防止程序意外修改他的指令

全局区：

存放全局变量、静态变量与常量（不包括const修饰的局部变量）
该区域数据在程序结束后由操作系统释放

#include <iostream>
using namespace std;
// 全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;
// const修饰的全局变量
const int g_c = 10;
int main(){
  // 局部变量
  int l_a = 10;
  int l_b = 10;
  // 静态局部变量
  static int s_a = 10;
  static int s_b = 10;

  // 常量
  // 字符串常量
  cout << "字符串常量的地址："<< (void*)&"hello world" << endl;
  // const修饰的局部变量
  const int l_c = 10;

  // 输出
  cout <<"局部变量l_a的地址: " << (void*)&l_a << endl;
  cout <<"局部变量l_b的地址: " << (void*)&l_b << endl;
  cout <<"静态局部变量s_a的地址: " << (void*)&s_a << endl;
  cout <<"静态局部变量s_b的地址: " << (void*)&s_b << endl;
  cout <<"全局变量g_a的地址: " << (void*)&g_a << endl;
  cout <<"全局变量g_b的地址: " << (void*)&g_b << endl;
  cout <<"const修饰的全局变量g_c的地址: " << (void*)&g_c << endl;
  cout <<"const修饰的局部变量l_c的地址: " << (void*)&l_c << endl;

  return 0;
}

输出发现，不同类型的量所在地址位置有较大差异

字符串常量的地址：0x404024
局部变量l_a的地址: 0x61fe1c
局部变量l_b的地址: 0x61fe18
静态局部变量s_a的地址: 0x403018
静态局部变量s_b的地址: 0x40301c
全局变量g_a的地址: 0x403010
全局变量g_b的地址: 0x403014
const修饰的全局变量g_c的地址: 0x404004
const修饰的局部变量l_c的地址: 0x61fe14

程序运行后

栈区：

由编译器自动分配释放，存放函数参数，局部变量等

不要返回局部变量的地址

#include <iostream>
using namespace std;
int* f(int b){ // 形参b也放在栈区
  int a = 10; // 存放在栈区的局部变量，函数执行结束后自动释放
  return &a; // (不要)返回局部变量的地址
}
int main(){
  int *p = f(100);
  // 访问已经释放的内存，可能会导致未定义行为
  // 可能会输出10(编译器做了一次保留)，也可能会输出其他值
  cout << *p << endl; 
  cout << *p << endl; 
  return 0;
  

}

堆区：

由用户分配释放，若不释放，程序结束后由操作系统回收

使用关键字new开辟内存

#include <iostream>
using namespace std;
int* f(){ 
  int *p = new int(10); // 使用new在堆区分配内存
  return p; 
}
int main(){
  int *p = f();
  cout << *p << endl; // 输出10
  cout <<"地址: " << (void*)p << endl; // 输出地址
  return 0;
}

关键字new

C++中，使用new关键字在堆区开辟空间，使用delete关键字释放内存

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
  int* p = new int(10); // 用new在堆区分配内存
  int* arr = new int[10]; // 用new在堆区分配数组
  for (int i = 0;i<10;i++){
    arr[i]=i;
  }
  cout << *p << endl; // 输出10
  for (int i = 0;i<10;i++){
    cout << arr[i] << " "; // 输出数组元素
  }
  delete p; // 释放单个变量的内存
  delete[] arr; // 释放数组的内存
  return 0;
}

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关键字new