12.内存分配堆和栈
目录介绍
- 12.1 内存分区模型
- 12.1.1 代码区
- 12.1.2 全局区
- 12.1.3 栈区
- 12.1.4 堆区
- 12.2 程序运行前
- 12.3 程序运行后
- 12.4 new操作符
- 12.4.1 基本语法
- 12.4.2 开辟数组
- 12.5 delete操作符
- 12.5.1 释放内存
- 12.9 数据拷贝
- 12.9.1 深拷贝
- 12.9.2 浅拷贝
01.内存分区模型
C++程序在执行时,将内存大方向划分为4个区域
- 代码区:存放函数体的二进制代码,由操作系统进行管理的
- 全局区:存放全局变量和静态变量以及常量
- 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
- 堆区:由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收
内存四区意义:
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
12.1.1 代码区
12.1.2 全局区
12.1.3 栈区
12.1.4 堆区
02.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
代码区是共享的,共享的目的是对于频繁被执行的程序,只需要在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==.
示例:
//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;
//打印地址
cout << "局部变量a地址为: " << &a << endl;
cout << "局部变量b地址为: " << &b << endl;
cout << "全局变量g_a地址为: " << &g_a << endl;
cout << "全局变量g_b地址为: " << &g_b << endl;
//静态变量
static int s_a = 10;
static int s_b = 10;
cout << "静态变量s_a地址为: " << &s_a << endl;
cout << "静态变量s_b地址为: " << &s_b << endl;
cout << "字符串常量地址为: " << &"hello world" << endl;
cout << "字符串常量地址为: " << &"hello world1" << endl;
cout << "全局常量c_g_a地址为: " << &c_g_a << endl;
cout << "全局常量c_g_b地址为: " << &c_g_b << endl;
const int c_l_a = 10;
const int c_l_b = 10;
cout << "局部常量c_l_a地址为: " << &c_l_a << endl;
cout << "局部常量c_l_b地址为: " << &c_l_b << endl;
return 0;
}
打印结果:
////局部变量存放栈区
//局部变量a地址为: 0x16ee9f378
//局部变量b地址为: 0x16ee9f374
////全局变量和静态变量存放在全局区
//全局变量g_a地址为: 0x100f68000
//全局变量g_b地址为: 0x100f68004
//静态变量s_a地址为: 0x100f68008
//静态变量s_b地址为: 0x100f6800c
////常量区
//字符串常量地址为: 0x100f63e63
//字符串常量地址为: 0x100f63e6f
//全局常量c_g_a地址为: 0x100f63ef8
//全局常量c_g_b地址为: 0x100f63efc
////局部变量存放在栈区
//局部常量c_l_a地址为: 0x16ee9f370
//局部常量c_l_b地址为: 0x16ee9f36c
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
12.3 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
示例:
int *func() {
int a = 10;
return &a;
}
int main() {
int *p = func();
cout << *p << endl;
cout << &p << endl;
return 0;
}
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
示例:
int* func(){
int* a = new int(10);
return a;
}
int main() {
int *p = func();
cout << *p << endl;
cout << &p << endl;
return 0;
}
//打印值
//10
//0x16d06b370
总结:
堆区数据由程序员管理开辟和释放
堆区数据利用new关键字进行开辟内存
12.4 new操作符
C++中利用==new==操作符在堆区开辟数据
堆区开辟的数据,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
利用new创建的数据,会返回该数据对应的类型的指针
12.4.1 基本语法
示例1: 基本语法
int *func() {
int* a = new int(10);
return a;
}
void test1() {
int* p = func();
cout << *p << endl;
cout << &p << endl;
//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
}
//10
//0x16d7f3398
//-594984928
//12.4 new操作符
int main() {
test1();
return 0;
}
12.4.2 开辟数组
示例2:开辟数组
//堆区开辟数组
void test2() {
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;
}
delete[] arr;
}
//12.4 new操作符
int main() {
test2();
return 0;
}
12.9 数据拷贝
12.9.1 浅拷贝
浅拷贝:简单的赋值拷贝操作
12.9.2 深拷贝
深拷贝:在堆区重新申请空间,进行拷贝操作
示例:
class Person {
public:
int age;
int * height;
public:
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
Person(int age , int height) {
cout << "有参构造函数!" << endl;
this->age = age;
this->height = new int (height);
}
Person(Person& p) {
cout << "拷贝构造函数" << endl;
this->age = p.age;
this->height = new int(*p.height);
}
~Person() {
cout << "析构函数" << endl;
if (this->height != NULL) {
delete height;
}
}
};
int main() {
Person p1(18,100);
cout << "p1的年龄: " << p1.age << " 身高: " << *p1.height << endl;
Person p2(p1);
cout << "p2的年龄: " << p2.age << " 身高: " << *p2.height << endl;
return 0;
}
总结:如果属性有在堆区开辟的,一定要自己提供拷贝构造函数,防止浅拷贝带来的问题