sairate
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- 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
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7.1 KiB
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# C++的内存模型
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# 1. 内存分区
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① C++在程序执行时，将内存大方向划分为4个区域。
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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。
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2. 全局区：存放全局变量和静态变量以及常量。
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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。
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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。
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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。
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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。
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② 所有的写的代码(注释、变量、语句等)都会放到代码区中。
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③ 栈区中的数据由编译器决定数据的生成和死亡。
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④ 堆区中的数据由程序员决定数据的生存和死亡。
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# 2. 内存四区
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## 2.1 代码区
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① 代码区：
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1. 存放CPU执行的机器指令。
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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。
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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。
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## 2.2 全局区
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① 全局区：
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1. 全局变量和静态变量存放在此，局部常量不放在全局区。
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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。
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3. 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放。
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```python
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#include <iostream>
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using namespace std;
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//全局变量
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int g_a = 10;
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int g_b = 20;
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//const修饰的全局常量
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const int c_g_a = 50;
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const int c_g_b = 60;
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int main()
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{
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//全局区
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//全局变量、静态变量、常量
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//创建普通局部变量
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int a = 30;
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int b = 40;
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cout << "局部变量a的地址为：" << (int)&a << endl;
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cout << "局部变量b的地址为：" << (int)&b << endl;
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cout << "全局变量g_a的地址为：" << (int)&g_a << endl;
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cout << "全局变量g_b的地址为：" << (int)&g_b << endl;
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//静态变量 在普通变量前面加static,属于静态变量
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static int s_a = 10;
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static int s_b = 10;
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cout << "静态变量s_a的地址为：" << (int)&s_a << endl;
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cout << "静态变量s_b的地址为：" << (int)&s_b << endl;
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//常量
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//字符串常量
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cout << "字符串常量的地址为：" << (int)&"hello world" << endl;
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//const修饰的变量
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//const修饰的局部变量,const修饰的局部变量
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cout << "全局常量c_g_a的地址为：" << (int)&c_g_a << endl;
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cout << "全局常量c_g_a的地址为：" << (int)&c_g_b << endl;
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const int c_l_a = 10; // c-const g-global l-local;
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const int c_l_b = 10;
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cout << "局域常量c_l_a的地址为：" << (int)&c_l_a << endl;
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cout << "局域常量c_l_b的地址为：" << (int)&c_l_a << endl;
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system("pause");
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return 0;
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}
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```
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运行结果：
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- 局部变量a的地址为：14023100
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- 局部变量b的地址为：14023088
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- 全局变量g_a的地址为：4964352
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- 全局变量g_b的地址为：4964356
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- 静态变量s_a的地址为：4964360
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- 静态变量s_b的地址为：4964364
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- 字符串常量的地址为：4955128
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- 全局常量c_g_a的地址为：4954928
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- 全局常量c_g_a的地址为：4954932
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||
- 局域常量c_l_a的地址为：14023076
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||
- 局域常量c_l_b的地址为：14023076
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||
- 请按任意键继续. . .
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## 2.3 栈区
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① 栈区
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1. 由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量等。
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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。
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```python
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#include <iostream>
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using namespace std;
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//栈区数据注意事项：不要返回局部变量的地址
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//栈区的数据由编译器管理开辟和释放
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int* func(int b) //返回的是一个地址 int*；形参的数据也会放在栈区
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{
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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
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return &a; //返回局部变量的地址，即数据10的的地址
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}
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int main()
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{
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//接收func函数的返回值
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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。
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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
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cout << *p << endl; //第二次这个数据就不在保留了。
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system("pause");
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return 0;
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}
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```
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运行结果：
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- 10
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- 1905325
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- 请按任意键继续. . .
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## 2.4 堆区
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① 堆区：
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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。
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2. 在C++中主要利用new在堆区开辟内存。
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```python
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#include <iostream>
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using namespace std;
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int* func() //返回的是一个地址 int*；形参的数据也会放在栈区
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{
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//利用new关键字，可以将数据开辟到堆区
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//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
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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。
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return p;
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}
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int main()
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{
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//在堆区开辟数据
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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
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cout << *p << endl;
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cout << *p << endl;
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cout << *p << endl;
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cout << *p << endl;
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system("pause");
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return 0;
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}
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```
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运行结果：
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- 10
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- 10
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- 10
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- 10
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||
- 请按任意键继续. . .
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# 3. new操作符
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① C++中利用new操作符在堆区开辟数据。
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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。
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③ 语法：new 数据类型
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④ 利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针。
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```python
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#include <iostream>
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using namespace std;
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//1、new的基本语法
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int* func() //返回的是一个地址 int*；形参的数据也会放在栈区
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{
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//在堆区创建整型数据
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//new返回是该数据类型的指针
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int* p = new int(10);
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return p;
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}
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void test01()
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{
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int* p = func();
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cout << *p << endl;
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cout << *p << endl;
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cout << *p << endl;
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//堆区的数据，由程序员管理开辟，程序员管理释放
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//如果想释放堆区数据，利用关键字 delete
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delete p;
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// 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
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}
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//2、在堆区利用new开辟数据
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void test02()
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{
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//创建10整型数据的数组，在堆区
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int* arr = new int[10];//10代表数组有10个元素
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for (int i = 0; i < 10; i++)
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{
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arr[i] = i + 100; //给10个元素赋值 100~109
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}
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||
for (int i = 0; i < 10; i++)
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{
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cout << arr[i] << endl;
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||
}
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||
//释放堆区数据
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//释放数组的时候，要加[]才可以
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delete[] arr;
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||
}
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int main()
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{
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test01();
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||
test02();
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||
system("pause");
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||
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||
return 0;
|
||
|
||
}
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||
```
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||
|
||
运行结果：
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||
- 10
|
||
- 10
|
||
- 10
|
||
- 100
|
||
- 101
|
||
- 102
|
||
- 103
|
||
- 104
|
||
- 105
|
||
- 106
|
||
- 107
|
||
- 108
|
||
- 109
|
||
- 请按任意键继续. . .
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