C++内存分区

内存分区

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（不包括局部常量）
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

四个区分可以按照程序运行前和程序运行后来划分：
代码区和全局区是程序运行前的区域；栈区和堆区是程序运行后的区域

1. 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

代码区的特点：共享&只读

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（当多次运行exe文件时，运行的是同一份代码，而不是copy多份）

只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令

全局区：

所有的全局变量和静态变量，常量区的部分（全局常量和字符串常量）

全局区的特点：在程序结束后由操作系统释放

代码测试：

变量命名方式：
c：const g：global l：local

#include<iostream>
using namespace std;
//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： " << (int)&a << endl;cout << "局部变量b地址为： " << (int)&b << endl << endl;cout << "全局变量g_a地址为： " << (int)&g_a << endl;cout << "全局变量g_b地址为： " << (int)&g_b << endl << 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： " << (int)&s_a << endl;cout << "静态变量s_b地址为： " << (int)&s_b << endl << endl;cout << "字符串常量地址为： " << (int)&"hello world" << endl;cout << "字符串常量地址为： " << (int)&"hello world1" << endl << endl;cout << "全局常量c_g_a地址为： " << (int)&c_g_a << endl;cout << "全局常量c_g_b地址为： " << (int)&c_g_b << endl << endl;const int c_l_a = 10;const int c_l_b = 10;cout << "局部常量c_l_a地址为： " << (int)&c_l_a << endl;cout << "局部常量c_l_b地址为： " << (int)&c_l_b << endl << endl;system("pause");return 0;
}

注意到局部变量和局部常量的存储地址都靠得很近 7338… ；全局变量，静态变量，字符串常量和全局常量都靠的很近，这也验证了“全局变量，静态变量，字符串常量和全局常量”都是全局区的；

其中一个容易混淆的是，局部常量虽然也是常量，但是它仍然算局部的，所以不属于全局区

2. 程序运行后

当程序开始执行后，内存会进一步划分为两个区域：栈区和堆区。

栈区（Stack）：

栈区是用于存储函数调用时的临时变量，包括函数参数和局部变量。每个函数调用都会在栈上创建一个栈帧（Stack Frame），用于存储局部变量和函数返回地址等信息。
栈区的特点：
后进先出（LIFO）：栈是一种特殊的线性表，遵循后进先出的原则，即最后压入栈的元素会最先被弹出。
自动管理：栈的内存分配和释放是由编译器自动管理的，不需要程序员手动干预。
大小有限：栈的大小通常比堆要小，因此不适合存储大量数据。

堆区（Heap）：

堆区是用于动态内存分配的区域。程序员可以使用 new 和 delete 操作符来分配和释放堆内存。
堆区的特点：
动态分配：堆内存的分配和释放是由程序员控制的，需要手动使用 new 和 delete 。
大小可扩展：堆的大小理论上可以非常大，受限于操作系统的可用内存。
碎片化：频繁的内存分配和释放可能会导致内存碎片化，影响性能。
代码测试：

#include<iostream>
using namespace std;int* dynamicMemoryAllocation() {// 动态分配内存int* p = new int;*p = 100;cout << "动态分配的内存地址为： " << (int)p << endl;return p;
}void freeMemory(int* p) {// 释放内存delete p;
}int main() {int* p = dynamicMemoryAllocation();cout << "动态分配的内存值： " << *p << endl;freeMemory(p);p = nullptr; // 避免野指针system("pause");return 0;
}