C++ 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計--內(nèi)存分區(qū)詳解
一、分區(qū)的意義
在講分區(qū)前，先談?wù)剝?nèi)存分區(qū)的意義，也就是為什么程序要進(jìn)行分區(qū)？
筆者認(rèn)為這是為了編程的靈活性，因為將內(nèi)存分區(qū)后，不同區(qū)域的內(nèi)存，相關(guān)的數(shù)據(jù)就有的不同的生命周期。以筆者之前的一篇算法復(fù)雜度的blog中提到棧幀空間為例，在此就是指棧區(qū)，而棧區(qū)多指非main函數(shù)調(diào)用的內(nèi)存（相關(guān)參數(shù)等），當(dāng)非main函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，這塊的內(nèi)存就會清空釋放。而這里的數(shù)據(jù)就可以和在main函數(shù)中的數(shù)據(jù)有不同的生命周期。
二、代碼區(qū)
1、定義
存放函數(shù)體內(nèi)的二進(jìn)制代碼，由操作系統(tǒng)進(jìn)行管理
注意：代碼區(qū)是在程序運行前的內(nèi)存區(qū)域，除了代碼區(qū)，運行前還有全局區(qū)。代碼區(qū)存放的二進(jìn)制代碼其實就是編譯器（cpu）執(zhí)行的指令。
2、特點
1）代碼區(qū)是共享的，之所以共享是因為對于被頻繁執(zhí)行的程序，只需要在內(nèi)存中存放一份代碼即可。避免內(nèi)存過多的浪費。
2）代碼區(qū)是只讀的，原因是防止程序意外地修改了它的指令。
三、全局區(qū)
前面提到全局區(qū)，也在程序執(zhí)行前。
1、定義
存放全局變量和靜態(tài)變量以及常量
2、特點
該區(qū)域的數(shù)據(jù)在程序結(jié)束后由操作系統(tǒng)釋放。
3、相關(guān)代碼
1)全局變量
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
// 全局變量
int g_a = 10;
int g_b = 10;
int main()
{
// 全局區(qū)
// 全局變量、靜態(tài)變量、常量
// 創(chuàng)建普通局部變量
int a = 10;
int b = 10;
cout << "局部變量a的地址為： " << (int)&a << endl
<< "局部變量b的地址為： " << (int)&b << endl;
cout << "全局變量g_a的地址為： " << (int)&g_a << endl;
cout << "全局變量g_b的地址為： " << (int)&g_b << endl;
system("pause");
return 0;
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
從結(jié)果看，局部變量和全局變量存放的地址顯然有很大的不同，而從a和b以及g_a和g_b的地址來看，全局變量和局部變量相鄰的變量的內(nèi)存地址是相近，從結(jié)果看是差了4，這是因為單位int占4個字節(jié)。
2）靜態(tài)變量
// 靜態(tài)變量 在普通變量前面加static，屬于靜態(tài)變量 static int s_a = 10; static int s_b = 10; cout << "靜態(tài)變量s_a的地址為： " << (int)&s_a << endl; cout << "靜態(tài)變量s_b的地址為： " << (int)&s_b << endl;
將上述代碼加入到前面的main函數(shù)中，運行得到如下結(jié)果
3）常量（不包含局部常量即const修飾的局部變量）
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
// 全局變量
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()
{
// 全局區(qū)
// 全局變量、靜態(tài)變量、常量
// 創(chuàng)建普通局部變量
int a = 10;
int b = 10;
cout << "局部變量a的地址為： " << (int)&a << endl
<< "局部變量b的地址為： " << (int)&b << endl;
cout << "全局變量g_a的地址為： " << (int)&g_a << endl;
cout << "全局變量g_b的地址為： " << (int)&g_b << endl;
// 靜態(tài)變量 在普通變量前面加static，屬于靜態(tài)變量
static int s_a = 10;
static int s_b = 10;
cout << "靜態(tài)變量s_a的地址為： " << (int)&s_a << endl;
cout << "靜態(tài)變量s_b的地址為： " << (int)&s_b << endl;
// 常量
// 字符串常量
cout << "字符串常量的地址為： " << (int)&"hello world" << endl;
//const修飾的變量
// const修飾的全局變量、const修飾的局部變量
cout << "全局常量c_g_a的地址為： " << (int)&c_g_a << endl;
cout << "全局常量c_g_b的地址為： " << (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的地址為： " << (int)&c_l_a << endl;
cout << "局部常量c_l_b的地址為： " << (int)&c_l_b << endl;
system("pause");
return 0;
}
四、棧區(qū)——程序運行后
1、定義
由編譯器自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量等
注意 ：不要返回局部變量的地址，棧區(qū)開辟的數(shù)據(jù)由編譯器自動釋放。
2、相關(guān)代碼
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
// 棧區(qū)注意事項——不要返回局部變量的地址
// 棧區(qū)的數(shù)據(jù)由編譯器管理開辟和釋放
int* func(int b) // 形參數(shù)據(jù)也會放在棧區(qū)
{
b = 100;
int a = 10; // 局部變量 存放在棧區(qū)，棧區(qū)的數(shù)據(jù)在函數(shù)執(zhí)行完后自動釋放
return &a; // 返回局部變量的地址
}
int main()
{
// 接收func函數(shù)的返回值
int* p = func(1);
cout << *p << endl; // 第一次可以打印正確數(shù)字，是因為編譯器做了保留
cout << *p << endl; // 第二次就不保留了
system("pause");
return 0;
}
五、堆區(qū)——運行后
1、定義
由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結(jié)束時由操作系統(tǒng)回收
c++中主要利用new在堆區(qū)開辟內(nèi)存
2、相關(guān)代碼和運行結(jié)果
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int* func()
{
// 利用new關(guān)鍵字 可以將數(shù)據(jù)開辟到堆區(qū)
// 指針 本質(zhì)也是局部變量，放在棧上，指針保存的數(shù)據(jù)是放在堆區(qū)
int* p = new int(10);
return p;
}
int main()
{
// 在堆區(qū)開辟數(shù)據(jù)
int* p = func();
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
system("pause");
return 0;
}
總結(jié)
本片文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！
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