C++ 内存分区模型

#include <iostream>
using namespace std;

//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;


		//静态变量
		static int s_a = 10;
		static int s_b = 10;

	return 0;
}

程序运行后

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

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

int * func(int a) // 形参也是放在栈区
{
	int a = 10;
	return &a; // 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
}

int main() {

	int *p = func();

	cout << *p << endl; // 10 第一次可以打印这个数字，是因为编译器做了保留
	cout << *p << endl; // 随机值 第二次这个数据就不再保留了
	 
	return 0;
}

new

利用new关键字，可以将数据开辟到堆区

在堆区开辟数据

int *p = new int(10)

new int(10)表示在堆内存上动态分配了一个int类型的空间，并用值10初始化了该空间。
p指针变量，本质上也是局部变量，放在栈上，指针指向的是所开辟的堆内存区的数据的地址。

int *p = func()

p虽然是在func()函数中声明的局部变量，但它存储的是一个指向堆内存的地址。
当函数func()执行完毕后，p虽然在函数栈帧中被销毁，但指向堆内存的地址仍然存在。

cpp 复制代码

int * func() {
	/*
		利用new关键字，可以将数据开辟到堆区
	*/
	int *p = new int(10); // new当前返回的是int类型的指针，具体什么类型由开辟的数据类型决定
	return p; // 客观上返回的是堆区的地址
}

int *p = func()

/*
	p虽然是在func()函数中声明的局部变量，但它存储的是一个指向堆内存的地址。
	当函数func()执行完毕后，p虽然在函数栈帧中被销毁，但指向堆内存的地址仍然存在。
*/
cout << *p << endl; // 10

delete释放堆区数据

cpp 复制代码

    int * func() {
	    int *p = new int(10); 
	    return p; 
    }

	int *p = func();
	delete p; // 释放堆区数据
	cout << *p << endl; // error 内存已经释放，再次访问已经是非法操作，报错

堆区开辟数组

在堆区开辟数组------创建10个整形数据的数组

new int[10]动态分配一个包含10个int类型元素的数组时，内存管理系统会分配一块连续的内存空间来存储这个数组。

指针arr存储的就是这块内存空间的起始地址，也就是数组的第一个元素的地址。

类似于C语言中的数组名

cpp 复制代码

void test() {
	/*
		new int[10]动态分配一个包含10个int类型元素的数组时，内存管理系统会分配一块连续的内存空间来存储这个数组。
		指针arr存储的就是这块内存空间的起始地址，也就是数组的第一个元素的地址。
		类似于C语言中的数组名
	*/
	int *arr = new int[10]; // 10代表数组有10个元素，注意这里是中括号，不是小括号
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i + 100; // 给这10个元素赋值 1000~109 （arr[i] == *(arr + i)）
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl; // 100 ~ 109
	}

	//释放堆区的数组数据内存。数组需要加 []
	delete[] arr;
}


test();

内存分区模型

C++的内存分区模型描述了程序在运行时如何使用系统内存。了解内存分区模型对于理解程序的内存管理和运行效率非常重要！

在一般情况下，C++程序在内存中的布局可以分为以下几个主要区域：

栈（Stack）

栈是用于存储局部变量、函数参数、函数返回地址以及函数调用时所需的临时数据的区域。
栈的大小在程序运行时是可以动态变化的，通常由系统自动管理。
栈内存的分配和释放是由系统自动完成的，遵循"先进后出"的原则。

堆（Heap）

堆被用于存储动态分配的内存，例如使用new和delete关键字来分配和释放的内存。
堆的大小也是动态变化的，可以在程序运行时根据需要进行分配和释放。
程序员通常需要手动管理堆内存的分配和释放，因此在使用时需要注意内存泄漏和内存溢出的风险。

全局/静态存储区（Global/Static Storage）

全局变量、静态变量以及常量通常存储在这个区域。
这部分内存在程序启动时就被分配，并在程序结束时才被释放，它们的生命周期与整个程序的生命周期相同。

常量存储区（Constant Storage）

存放常量数据，如字符串常量等。
这部分内存通常被固定分配，并且存储的数据在程序运行期间不会改变。

代码区（Code Area）

存放程序的执行代码，通常是只读的。
程序的机器指令和函数体都存储在这个区域。