C++的程序内存模型

C++程序在执行时内存大方向上被划分为4个区域

• 代码区
• 全局区
• 栈区
• 堆区

内存四区的意义：

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

内存四区在程序运行的不同时候才会存在，分为程序运行前和程序运行后

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（也即书写代码的二进制码）

​ 代码区是共享的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要再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

• 字符串常量诸如：”milksalt”就是存放在全局区
• 局部常量虽然有const修饰，但是其仍在栈区
• 静态变量是由static修饰的变量

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

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

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

总结：

• 堆区数据由程序员开辟和释放
• 堆区数据利用new关键字开辟内存
• 利用delete关键字释放内存

new操作符

C++中利用new操作符在堆区开辟内存空间存放数据

堆区开辟的内存空间，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,delete 变量指针，释放数组需要加上[]，如delete[] arr.

利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针地址

使用场景：

由于局部变量在栈区，随着函数的生命周期结束，其也会随之释放。

而我们有时候会需要在函数体外使用该数据，于是运行程序员开辟堆区空间存放该数据，并返回地址，可以做到在函数外仍可以访问到该数据。

示例一：基本语法

int* func()
{
	int* a = new int(10);
	return a;	// 返回堆区开辟的空间地址，这样就可以在函数体外获得数据，而不会像局部变量那样，在栈区随着函数生命周期结束被释放掉
}

int main() {

	int *p = func();

	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl; // 两次都可以访问到

	//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;
}

示例二：开辟数组

//堆区开辟数组
int main() {

	int* arr = new int[10];

	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;
}