Day 9 C++ 内存分区模型

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内存四区

代码区

全局区

栈区

堆区

内存四区意义：

程序运行前后内存变化

程序运行前

代码区

全局区

 程序运行后

栈区

堆区

new操作符

基本语法

创建

释放（delete）

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内存四区

代码区

代码区（Code Segment）：存放程序的机器指令，包括函数体的二进制代码。这部分内存由操作系统进行管理，是只读的，不允许修改。

全局区

全局区（Global/Data Segment）：存放全局变量、（static）静态变量以及（const）常量数据。全局变量和静态变量在程序运行期间始终存在，而常量数据则通常存储常量字符串等不可修改的数据。这部分内存在程序启动时分配，在程序结束时释放。

栈区

栈区（Stack）：用于存储函数的参数值、局部变量以及函数调用时的上下文信息,由编译器自动分配和释放，具有后进先出（LIFO）的特点。在函数调用时，会为每个函数帧（函数调用的上下文）分配一段栈空间，函数返回后会自动释放该空间。

堆区

堆区（Heap）：用于动态分配内存，程序员可以通过手动管理来申请和释放堆内存。堆区的内存分配和释放不受函数调用的限制，需要程序员显式地使用new和delete、malloc和free等操作符来进行内存的分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收。堆区的内存空间是不连续的，大小相对较大。

内存四区意义：

不同区域存放的数据，被赋予了不同的生命周期, 让我们可以更灵活地编程

(帮助我们合理管理内存资源，提高程序的性能和可维护性)

 

程序运行前后内存变化

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全局区和代码区两个区域

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.（全局变量、static 静态变量）

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. （const 常量等）

该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

 程序运行后

多了堆区和栈区，栈和堆是在程序运行时动态创建的。在程序运行时，根据需要会动态地为局部变量、函数调用等分配栈空间，而堆则用于动态分配内存。

栈区

栈区是由编译器自动分配和释放的，用于存储函数的参数值、局部变量等数据。栈的分配和释放遵循后进先出的原则（LIFO）。当程序执行到一个函数时，该函数的参数会被压入栈中，并在函数执行完毕后自动释放。同样，函数内部的局部变量也会在函数执行完毕后被自动销毁。

注意：在栈区分配的数据不应返回其地址，因为一旦函数执行结束，栈上的数据将被清除，这意味着返回局部变量的地址可能会导致访问已经释放的内存，引发未定义的行为。为了避免这种情况，应始终返回指向堆上动态分配的内存的地址，或是返回全局变量的地址。

堆区

堆区是由程序员手动分配和释放的，需要注意的是如果程序员没有及时释放堆区的内存，那么在程序结束时，操作系统会回收这些内存。

一般使用new关键字来在堆区动态地分配内存,通过new分配的内存将在堆区中创建，并返回该内存的地址。我们可以使用指针来保存这个地址，并在适当的时候使用delete关键字释放对应的内存。需要注意的是，在使用堆区的内存时，要确保正确分配和释放内存，否则可能会导致内存泄漏或者因释放已释放内存而产生悬空指针。

new操作符

new 是C++中用于动态分配内存的操作符。它可以用来在堆区（也称为自由存储区）上创建对象或数组。（程序员手动开辟，手动或者程序结束时自动释放，释放内存利用操作符 delete）

基本语法

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

创建

//动态创建单个对象：Type* pointer = new Type;//Type* pointer = new Type(a);//动态创建数组：Type* array = new Type[size]{a,b,c};//Type* array = new Type[size];

释放（delete）

//释放对象delete pointer;//释放数组delete[] array;