所划分的内存区块有?
在执行 C++ 程序时候，所划分出的内存区块主要有四个：
- 代码区：存放着程序的二进制代码，由操作系统管理。
- 全局区：存放全局变量、静态变量，以及常量（字符常量和
const 修饰的全局变量）。
- 栈区：存放所有的局部变量，其空间分配与释放由编译器管理，当函数结束，局部变量自动被释放。
- 堆区：存放所有动态开辟的变量，其空间分配与释放由程序员管理。
在 exe 程序执行前只有代码区和全局区，执行时才具有栈区与堆区。
代码区解析
代码区里面存放的是 .exe 二进制机器指令，具有两个特性：
- 共享性：内存中只有一份程序代码，多个进程/线程可共享，节约空间。
- 只读性：不允许被修改。
全局区解析
全局区存的是全局变量、静态变量以及常量，下面通过示例演示。
1 全局变量的地址
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| #include <iostream>
using namespace std;
int ga = 10;
int gb = 20;
int gc = 20;
int main()
{
cout << "全局变量ga的地址是" << &ga << endl;
cout << "全局变量gb的地址是" << &gb << endl;
cout << "全局变量gc的地址是" << &gc << endl;
return 0;
}
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运行可见全局变量的地址通常很接近（在同一内存段）。
2 静态变量的地址
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| #include <iostream>
using namespace std;
int ga = 10;
int gb = 20;
int gc = 20;
int main()
{
static int sa = 10;
static int sb = 20;
static int sc = 20;
cout << "全局变量ga的地址是" << &ga << endl;
cout << "全局变量gb的地址是" << &gb << endl;
cout << "全局变量gc的地址是" << &gc << endl;
cout << "静态变量sa的地址是" << &sa << endl;
cout << "静态变量sb的地址是" << &sb << endl;
cout << "静态变量sc的地址是" << &sc << endl;
return 0;
}
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静态变量与全局变量的地址也会非常接近，因为它们都存在全局区域。
3 常量（字符常量及 const 全局常量）
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| #include <iostream>
using namespace std;
int ga = 10;
int gb = 20;
int gc = 20;
const int cga = 10;
const int cgb = 10;
const int cgc = 10;
int main()
{
static int sa = 10;
static int sb = 20;
static int sc = 20;
cout << "全局变量ga的地址是" << &ga << endl;
cout << "全局变量gb的地址是" << &gb << endl;
cout << "全局变量gc的地址是" << &gc << endl;
cout << endl;
cout << "静态变量sa的地址是" << &sa << endl;
cout << "静态变量sb的地址是" << &sb << endl;
cout << "静态变量sc的地址是" << &sc << endl;
cout << endl;
cout << "字符常量1的地址是" << &"123" << endl;
cout << "字符常量2的地址是" << &"124" << endl;
cout << "字符常量3的地址是" << &"125" << endl;
cout << endl;
cout << "const 修饰的全局变量 cga 地址是" << &cga << endl;
cout << "const 修饰的全局变量 cgb 地址是" << &cgb << endl;
cout << "const 修饰的全局变量 cgc 地址是" << &cgc << endl;
return 0;
}
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可以看到全局常量与全局变量通常位于同一或相近的内存区段。
栈区解析
栈区存放的是局部变量，下面通过对比展示全局与局部变量地址差异。
1 普通局部变量
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| #include <iostream>
using namespace std;
int ga = 10;
int gb = 20;
int gc = 20;
int main()
{
int la = 10;
int lb = 20;
int lc = 20;
cout << "全局变量ga的地址是" << &ga << endl;
cout << "全局变量gb的地址是" << &gb << endl;
cout << "全局变量gc的地址是" << &gc << endl;
cout << endl;
cout << "局部变量la的地址是" << &la << endl;
cout << "局部变量lb的地址是" << &lb << endl;
cout << "局部变量lc的地址是" << &lc << endl;
return 0;
}
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局部变量地址与全局变量地址差距较大，说明全局区与栈区是不同区域。
2 const 修饰局部变量
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| #include <iostream>
using namespace std;
int ga = 10;
int gb = 20;
int gc = 20;
const int cga = 10;
const int cgb = 10;
const int cgc = 10;
int main()
{
int a = 10;
int b = 10;
int c = 10;
const int ca = 10;
const int cb = 20;
const int cc = 30;
cout << "全局变量ga的地址是" << &ga << endl;
cout << "全局变量gb的地址是" << &gb << endl;
cout << "全局变量gc的地址是" << &gc << endl;
cout << endl;
cout << "const 修饰的全局变量 cga 地址是(全局常量)" << &cga << endl;
cout << "const 修饰的全局变量 cgb 地址是(全局常量)" << &cgb << endl;
cout << "const 修饰的全局变量 cgc 地址是(全局常量)" << &cgc << endl;
cout << endl;
cout << "局部变量a的地址是" << &a << endl;
cout << "局部变量b的地址是" << &b << endl;
cout << "局部变量c的地址是" << &c << endl;
cout << endl;
cout << "const 修饰的局部变量 ca 的地址是(局部常量)" << &ca << endl;
cout << "const 修饰的局部变量 cb 的地址是(局部常量)" << &cb << endl;
cout << "const 修饰的局部变量 cc 的地址是(局部常量)" << &cc << endl;
return 0;
}
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全局 const 常量与局部 const 常量所属区域可能不同，局部 const 常量通常属于栈区。
3 栈区注意事项
栈区里的变量不可返回其地址（返回后该栈空间可能会被释放）。
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| #include <iostream>
using namespace std;
int* func()
{
int a = 10;
return &a;
}
int main()
{
int* p = func();
cout << "*p 的值是" << *p << endl;
return 0;
}
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某些编译器（例如文中提到的 VS2019）在某些情况下可能会让第一次错误使用看似“成功”，但这是未定义行为，不可依赖。
堆区解析
堆区的开辟与释放由程序员自己执行，开辟一般用 new，释放一般用 delete。
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| #include <iostream>
using namespace std;
int* func()
{
int* p = new int(10);
return p;
}
int main()
{
int* p = func();
cout << "func 的值是" << *p << endl;
cout << "func 的值是" << *p << endl;
cout << "func 的值是" << *p << endl;
delete p;
return 0;
}
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堆区变量在 delete 之前其值不受函数返回影响。
new 的用法
1 开辟单个堆区元素
语法
- 开辟：
type* name = new type(content); 其中 type 是元素类型，content 是元素内容，name 是变量名。
- 释放：
delete name。
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| #include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int* p1 = new int(10);
float* p2 = new float(20.12);
char* p3 = new char('w');
cout << "整型元素的值是" << *p1 << endl;
cout << "浮点元素的值是" << *p2 << endl;
cout << "字符元素的值是" << *p3 << endl;
delete p1;
delete p2;
delete p3;
return 0;
}
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2 开辟数组
语法
- 开辟：
type* name = new type[size];
- 释放：
delete [] name （必须带方括号）。
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| #include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int* p1 = new int[10];
char* p2 = new char[10];
for (int i = 0; i < 10; i++)
p1[i] = i + 10;
for (int i = 0; i < 10; i++)
p2[i] = i + 65;
for (int i = 0; i < 10; i++)
cout << p1[i] << ' ';
cout << endl;
for (int i = 0; i < 10; i++)
cout << p2[i] << ' ';
delete [] p1;
delete [] p2;
return 0;
}
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参考文献
