sairate
fa9377e4ae
- 新增现代 C++ 教程的 Preface 章节，包括英文和中文版本 - 添加 C++ Primer 练习代码 - 新增 Learn C++ 教程的 C++ 开发简介章节 - 添加头文件解析文档 - 更新 mkdocs.yml，包含新教程的目录结构 - 修改项目设置，使用 Python 3.10环境
430 lines
12 KiB
Plaintext
430 lines
12 KiB
Plaintext
{
|
||
"cells": [
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"# C++的内存模型"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"# 1. 内存分区"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"① C++在程序执行时，将内存大方向划分为4个区域。\n",
|
||
"\n",
|
||
"1. 代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的。\n",
|
||
"2. 全局区：存放全局变量和静态变量以及常量。\n",
|
||
"3. 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。\n",
|
||
"4. 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。\n",
|
||
"\n",
|
||
"② 内存四区的意义：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。"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"① 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、全局区。\n",
|
||
"\n",
|
||
"② 所有的写的代码(注释、变量、语句等)都会放到代码区中。\n",
|
||
"\n",
|
||
"③ 栈区中的数据由编译器决定数据的生成和死亡。\n",
|
||
"\n",
|
||
"④ 堆区中的数据由程序员决定数据的生存和死亡。"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"# 2. 内存四区"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"## 2.1 代码区"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"① 代码区：\n",
|
||
"\n",
|
||
"1. 存放CPU执行的机器指令。\n",
|
||
"2. 代码区是共享的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要内存中有一份代码即可。\n",
|
||
"3. 代码区是只读的，使其只读的原因是防止程序员意外地修改了它的指令。"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"## 2.2 全局区"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"① 全局区：\n",
|
||
"\n",
|
||
"1. 全局变量和静态变量存放在此，局部常量不放在全局区。\n",
|
||
"2. 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。\n",
|
||
"3. 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放。"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"#include <iostream>\n",
|
||
"using namespace std;\n",
|
||
"\n",
|
||
"//全局变量\n",
|
||
"int g_a = 10;\n",
|
||
"int g_b = 20;\n",
|
||
"\n",
|
||
"//const修饰的全局常量\n",
|
||
"const int c_g_a = 50;\n",
|
||
"const int c_g_b = 60;\n",
|
||
"\n",
|
||
"int main()\n",
|
||
"{\n",
|
||
" //全局区\n",
|
||
"\n",
|
||
" //全局变量、静态变量、常量\n",
|
||
"\n",
|
||
" //创建普通局部变量\n",
|
||
" int a = 30;\n",
|
||
" int b = 40;\n",
|
||
"\n",
|
||
" cout << \"局部变量a的地址为：\" << (int)&a << endl;\n",
|
||
" cout << \"局部变量b的地址为：\" << (int)&b << endl;\n",
|
||
"\n",
|
||
" cout << \"全局变量g_a的地址为：\" << (int)&g_a << endl;\n",
|
||
" cout << \"全局变量g_b的地址为：\" << (int)&g_b << endl;\n",
|
||
"\n",
|
||
" //静态变量 在普通变量前面加static,属于静态变量\n",
|
||
" static int s_a = 10;\n",
|
||
" static int s_b = 10;\n",
|
||
"\n",
|
||
" cout << \"静态变量s_a的地址为：\" << (int)&s_a << endl;\n",
|
||
" cout << \"静态变量s_b的地址为：\" << (int)&s_b << endl;\n",
|
||
"\n",
|
||
" //常量\n",
|
||
" //字符串常量\n",
|
||
" cout << \"字符串常量的地址为：\" << (int)&\"hello world\" << endl;\n",
|
||
"\n",
|
||
" //const修饰的变量\n",
|
||
" //const修饰的局部变量,const修饰的局部变量\n",
|
||
" cout << \"全局常量c_g_a的地址为：\" << (int)&c_g_a << endl;\n",
|
||
" cout << \"全局常量c_g_a的地址为：\" << (int)&c_g_b << endl;\n",
|
||
"\n",
|
||
" const int c_l_a = 10; // c-const g-global l-local;\n",
|
||
" const int c_l_b = 10;\n",
|
||
" cout << \"局域常量c_l_a的地址为：\" << (int)&c_l_a << endl;\n",
|
||
" cout << \"局域常量c_l_b的地址为：\" << (int)&c_l_a << endl;\n",
|
||
"\n",
|
||
" system(\"pause\");\n",
|
||
"\n",
|
||
" return 0;\n",
|
||
"\n",
|
||
"}"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"运行结果： \n",
|
||
" - 局部变量a的地址为：14023100 \n",
|
||
" - 局部变量b的地址为：14023088 \n",
|
||
" - 全局变量g_a的地址为：4964352 \n",
|
||
" - 全局变量g_b的地址为：4964356 \n",
|
||
" - 静态变量s_a的地址为：4964360 \n",
|
||
" - 静态变量s_b的地址为：4964364 \n",
|
||
" - 字符串常量的地址为：4955128 \n",
|
||
" - 全局常量c_g_a的地址为：4954928 \n",
|
||
" - 全局常量c_g_a的地址为：4954932 \n",
|
||
" - 局域常量c_l_a的地址为：14023076 \n",
|
||
" - 局域常量c_l_b的地址为：14023076 \n",
|
||
" - 请按任意键继续. . ."
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"## 2.3 栈区"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"① 栈区\n",
|
||
"\n",
|
||
"1. 由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量等。\n",
|
||
"2. 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。"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"#include <iostream>\n",
|
||
"using namespace std;\n",
|
||
"\n",
|
||
"//栈区数据注意事项：不要返回局部变量的地址\n",
|
||
"//栈区的数据由编译器管理开辟和释放\n",
|
||
"\n",
|
||
"int* func(int b) //返回的是一个地址 int*；形参的数据也会放在栈区\n",
|
||
"{\n",
|
||
" int a = 10; //局部变量存放的数据10存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后自动释放\n",
|
||
" return &a; //返回局部变量的地址，即数据10的的地址\n",
|
||
"}\n",
|
||
"\n",
|
||
"int main()\n",
|
||
"{\n",
|
||
" //接收func函数的返回值\n",
|
||
" int* p = func(1); //用指针接收栈区上的数据10的地址，由于栈区上数据10已经被释放，所以对地址解引用会获得乱码的值。\n",
|
||
"\n",
|
||
" cout << *p << endl; //第一次可以 打印正确的数字，是因为编译器做了保留\n",
|
||
" cout << *p << endl; //第二次这个数据就不在保留了。\n",
|
||
"\n",
|
||
" system(\"pause\");\n",
|
||
"\n",
|
||
" return 0;\n",
|
||
"\n",
|
||
"}"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"运行结果： \n",
|
||
" - 10 \n",
|
||
" - 1905325 \n",
|
||
" - 请按任意键继续. . ."
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"## 2.4 堆区"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"① 堆区：\n",
|
||
"\n",
|
||
"1. 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。\n",
|
||
"2. 在C++中主要利用new在堆区开辟内存。"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"#include <iostream>\n",
|
||
"using namespace std;\n",
|
||
"\n",
|
||
"int* func() //返回的是一个地址 int*；形参的数据也会放在栈区\n",
|
||
"{\n",
|
||
" //利用new关键字，可以将数据开辟到堆区\n",
|
||
" //指针本质也是变量，这里的指针是局部变量，局部变量的数据放在栈上，即指针保存的数据是放在堆区\n",
|
||
" int * p = new int(10); //new关键字会返回一个地址，因此用栈上的指针来接收堆上数据的地址。\n",
|
||
" return p;\n",
|
||
"}\n",
|
||
"int main()\n",
|
||
"{\n",
|
||
" //在堆区开辟数据\n",
|
||
" int* p = func(); //堆区的地址返回给 *p 了，栈区数据是否，堆区数据没释放\n",
|
||
"\n",
|
||
" cout << *p << endl;\n",
|
||
" cout << *p << endl;\n",
|
||
" cout << *p << endl;\n",
|
||
" cout << *p << endl;\n",
|
||
"\n",
|
||
" system(\"pause\");\n",
|
||
"\n",
|
||
" return 0;\n",
|
||
"\n",
|
||
"}"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"运行结果： \n",
|
||
" - 10 \n",
|
||
" - 10 \n",
|
||
" - 10 \n",
|
||
" - 10 \n",
|
||
" - 请按任意键继续. . ."
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"# 3. new操作符"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"① C++中利用new操作符在堆区开辟数据。\n",
|
||
"\n",
|
||
"② 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。\n",
|
||
"\n",
|
||
"③ 语法：new 数据类型\n",
|
||
"\n",
|
||
"④ 利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针。"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"#include <iostream>\n",
|
||
"using namespace std;\n",
|
||
"\n",
|
||
"//1、new的基本语法\n",
|
||
"\n",
|
||
"int* func() //返回的是一个地址 int*；形参的数据也会放在栈区\n",
|
||
"{\n",
|
||
" //在堆区创建整型数据\n",
|
||
" //new返回是该数据类型的指针\n",
|
||
" int* p = new int(10);\n",
|
||
" return p;\n",
|
||
"}\n",
|
||
"\n",
|
||
"void test01()\n",
|
||
"{\n",
|
||
" int* p = func();\n",
|
||
" cout << *p << endl;\n",
|
||
" cout << *p << endl;\n",
|
||
" cout << *p << endl;\n",
|
||
" //堆区的数据，由程序员管理开辟，程序员管理释放\n",
|
||
" //如果想释放堆区数据，利用关键字 delete\n",
|
||
" delete p;\n",
|
||
"\n",
|
||
" // cout << *p << endl; //报错，内存已经被释放，再次访问就是非法操作，会报错\n",
|
||
"}\n",
|
||
"\n",
|
||
"//2、在堆区利用new开辟数据\n",
|
||
"void test02()\n",
|
||
"{\n",
|
||
" //创建10整型数据的数组，在堆区\n",
|
||
" int* arr = new int[10];//10代表数组有10个元素\n",
|
||
"\n",
|
||
" for (int i = 0; i < 10; i++)\n",
|
||
" {\n",
|
||
" arr[i] = i + 100; //给10个元素赋值 100~109\n",
|
||
" }\n",
|
||
"\n",
|
||
" for (int i = 0; i < 10; i++)\n",
|
||
" {\n",
|
||
" cout << arr[i] << endl; \n",
|
||
" }\n",
|
||
" //释放堆区数据\n",
|
||
" //释放数组的时候，要加[]才可以\n",
|
||
" delete[] arr;\n",
|
||
"}\n",
|
||
"\n",
|
||
"int main()\n",
|
||
"{\n",
|
||
" test01();\n",
|
||
" test02();\n",
|
||
"\n",
|
||
" system(\"pause\");\n",
|
||
"\n",
|
||
" return 0;\n",
|
||
"\n",
|
||
"}"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"运行结果： \n",
|
||
" - 10 \n",
|
||
" - 10 \n",
|
||
" - 10 \n",
|
||
" - 100 \n",
|
||
" - 101 \n",
|
||
" - 102 \n",
|
||
" - 103 \n",
|
||
" - 104 \n",
|
||
" - 105 \n",
|
||
" - 106 \n",
|
||
" - 107 \n",
|
||
" - 108 \n",
|
||
" - 109 \n",
|
||
" - 请按任意键继续. . ."
|
||
]
|
||
}
|
||
],
|
||
"metadata": {
|
||
"kernelspec": {
|
||
"display_name": "Python 3.6.3",
|
||
"language": "python",
|
||
"name": "python3.6.3"
|
||
},
|
||
"language_info": {
|
||
"codemirror_mode": {
|
||
"name": "ipython",
|
||
"version": 3
|
||
},
|
||
"file_extension": ".py",
|
||
"mimetype": "text/x-python",
|
||
"name": "python",
|
||
"nbconvert_exporter": "python",
|
||
"pygments_lexer": "ipython3",
|
||
"version": "3.6.3"
|
||
},
|
||
"toc": {
|
||
"base_numbering": 1,
|
||
"nav_menu": {},
|
||
"number_sections": false,
|
||
"sideBar": true,
|
||
"skip_h1_title": false,
|
||
"title_cell": "Table of Contents",
|
||
"title_sidebar": "Contents",
|
||
"toc_cell": false,
|
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"toc_position": {},
|
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"toc_section_display": true,
|
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"toc_window_display": true
|
||
}
|
||
},
|
||
"nbformat": 4,
|
||
"nbformat_minor": 4
|
||
}
|