C++ 面向对象程序设计--内存分区详解
目录
- 一、分区的意义
- 二、代码区
- 1、定义
- 2、特点
- 三、全局区
- 1、定义
- 2、特点
- 3、相关代码
- 1)全局变量
- 2)静态变量
- 四、栈区——程序运行后
- 1、定义
- 2、相关代码
- 五、堆区——运行后
- 1、定义
- 2、相关代码和运行结果
- 总结
一、分区的意义
在讲分区前,先谈谈内存分区的意义,也就是为什么程序要进行分区?
笔者认为这是为了编程的灵活性,因为将内存分区后,不同区域的内存,相关的数据就有的不同的生命周期。以笔者之前的一篇算法复杂度的blog中提到栈帧空间为例,在此就是指栈区,而栈区多指非main函数调用的内存(相关参数等),当非main函数调用结束后,这块的内存就会清空释放。而这里的数据就可以和在main函数中的数据有不同的生命周期。
二、代码区
1、定义
存放函数体内的二进制代码,由操作系统进行管理
注意:代码区是在程序运行前的内存区域,除了代码区,运行前还有全局区。代码区存放的二进制代码其实就是编译器(cpu)执行的指令。
2、特点
1)代码区是共享的,之所以共享是因为对于被频繁执行的程序,只需要在内存中存放一份代码即可。避免内存过多的浪费。
2)代码区是只读的,原因是防止程序意外地修改了它的指令。
三、全局区
前面提到全局区,也在程序执行前。
1、定义
存放全局变量和静态变量以及常量
2、特点
该区域的数据在程序结束后由操作系统释放。
3、相关代码
1)全局变量
#include<iostream> #include<string> using namespace std; // 全局变量 int g_a = 10; int g_b = 10; int main() { // 全局区 // 全局变量、静态变量、常量 // 创建普通局部变量 int a = 10; int b = 10; cout << "局部变量a的地址为: " << (int)&a << endl << "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; system("pause"); return 0; }
程序执行结果:
从结果看,局部变量和全局变量存放的地址显然有很大的不同,而从a和b以及g_a和g_b的地址来看,全局变量和局部变量相邻的变量的内存地址是相近,从结果看是差了4,这是因为单位int占4个字节。
2)静态变量
// 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;
将上述代码加入到前面的main函数中,运行得到如下结果
3)常量(不包含局部常量即const修饰的局部变量)
#include<iostream> #include<string> 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() { // 全局区 // 全局变量、静态变量、常量 // 创建普通局部变量 int a = 10; int b = 10; cout << "局部变量a的地址为: " << (int)&a << endl << "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; // 常量 // 字符串常量 cout << "字符串常量的地址为: " << (int)&"hello world" << endl; //const修饰的变量 // const修饰的全局变量、const修饰的局部变量 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; // 局部常量 const int c_l_a = 10; const int c_l_b = 10; cout << "局部常量c_l_a的地址为: " << (int)&c_l_a << endl; cout << "局部常量c_l_b的地址为: " << (int)&c_l_b << endl; system("pause"); return 0; }
四、栈区——程序运行后
1、定义
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 :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。
2、相关代码
#include<iostream> #include<string> using namespace std; // 栈区注意事项——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 = 100; 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() { // 接收func函数的返回值 int* p = func(1); cout << *p << endl; // 第一次可以打印正确数字,是因为编译器做了保留 cout << *p << endl; // 第二次就不保留了 system("pause"); return 0; }
五、堆区——运行后
1、定义
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
c++中主要利用new在堆区开辟内存
2、相关代码和运行结果
#include<iostream> #include<string> using namespace std; 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; }
总结
本片文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注我们的更多内容!
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