C++深入淺出講解內(nèi)存四區(qū)與new關鍵字的使用

更新時間：2022年05月17日 11:04:25 作者：對象new不出來

內(nèi)存四區(qū)，一個非常重要的知識點，搞懂了內(nèi)存四區(qū)，才能更快的去搞懂指針。我們寫的C語言代碼，不夸張的說，都是直接或者間接的在操作內(nèi)存。C語言之所以能夠開發(fā)操作系統(tǒng)，就是指針的存在，而指針說白了就是地址，內(nèi)存地址，指針變量說白了就是存儲地址的變量

寫在前面

從本文開始我就要日常更新C++入門博文啦，從核心編程開始，之前的一些基礎我就不再從零整理了，只有函數(shù)傳參、結構體、指針、數(shù)組等稍微難理解的知識在之前的博文寫的比較全面；因為競爭確實很大，其他人總結的也很好，要看更詳細的基礎就看本站的技能樹，非常全面；我寫博客的初衷一是可以記錄自己的學習，加以鞏固；二是給更多的人更容易的講解來快速入門C++，C/C++永不過時！?。?/p>

內(nèi)存四區(qū)

下文有內(nèi)存四區(qū)的詳細介紹及作用

內(nèi)存四區(qū)的意義：不同區(qū)域存放的數(shù)據(jù)賦予不同的生命周期，讓我們的編程方式更靈活。

程序運行前

在程序編譯后，生成了可執(zhí)行程序.exe，未執(zhí)行程序前分為兩個區(qū)域為代碼區(qū)和全局區(qū)

代碼區(qū)

作用：

存放CPU執(zhí)行的機器指令（二進制代碼，由操作系統(tǒng)進行管理）

代碼區(qū)是共享的，共享的目的是對于頻繁被執(zhí)行的程序，只需要再內(nèi)存中有一份代碼即可

代碼區(qū)是只讀的，使其只讀的原因是防止程序意外地修改了它的指令

全局區(qū)

全局變量和靜態(tài)常量存放在此

全局區(qū)還包含了常量區(qū)，字符串常量和其他常量也存放在此

該區(qū)域的數(shù)據(jù)在程序結束后由操作系統(tǒng)釋放

代碼示例：

#include<iostream>
using namespace std;
//全局變量
int g_a = 10;
int g_b = 10;
const int c_g_a=10;
const int c_g_b=10;
int main()
{
	//創(chuàng)建普通局部變量
	int a = 10;
	int b = 10;
	cout << "局部變量a的地址為：" << (int)& a << endl;
	cout << "局部變量b的地址為：" << (int)& b << endl;
	int c_l_a = 10;
	int c_l_b = 10;
	cout << "局部常量c_l_a的地址為：" << (int)&c_l_a << endl;
	cout << "局部變量c_l_b的地址為：" << (int)&c_l_b << endl;
	cout << "全局變量g_a的地址為：" << (int)&g_a << endl;
	cout << "全局變量g_b的地址為：" << (int)&g_b << endl;
	//靜態(tài)變量
	static int s_a = 10;
	static int s_b = 10;
	cout << "靜態(tài)變量s_a的地址為：" << (int)&s_a << endl;
	cout << "靜態(tài)變量s_b的地址為：" << (int)&s_b << endl;
	//字符串常量
	cout << "字符串常量的地址為：" << (int)&"Hello World" << endl;
	//const 修飾的變量
	//const 修飾的全局變量、const修飾的局部變量
	cout << "全局常量c_g_a的地址為：" << (int)&c_g_a << endl;
	cout << "全局常量c_g_b的地址為：" << (int)&c_g_b << endl;
}

各變量地址的關系：

從運行效果可以清楚的看到帶全局的變量地址所占空間相近，而局部的地址相差就比較遠了，看下我做的圖示總結：

程序運行后

棧區(qū)

由編譯器自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量等

注意事項：不要返回局部變量的地址，棧區(qū)開辟的數(shù)據(jù)由編譯器自動釋放

#include<iostream>
using namespace std;
int* func1(int b)//返回值類型為 int *，所以return一個地址才合法
{//形參數(shù)據(jù)也會開辟到棧區(qū)
	b = 100;
	int a = 10;//局部變量，存放在棧區(qū)，棧區(qū)的數(shù)據(jù)在函數(shù)執(zhí)行完成后自動釋放
	return &a;//返回局部變量的地址
}
int main()
{
	//接受func1函數(shù)的返回值
	int* p = func1(10);
	cout << *p << endl;//第一次數(shù)據(jù)正常，因為編譯器會自動保留
	cout << *p << endl;//第二次往后是隨機數(shù),該地址被釋放
	cout << *p << endl;
}

tips：這里輸出只有一個10，剩下輸出結果無法猜測，因為返回的地址已經(jīng)被編譯器釋放掉

堆區(qū)

由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時由操作系統(tǒng)回收

在C++中主要利用new在棧區(qū)開辟內(nèi)存

示例：

int * func()
{
	//利用new 關鍵字把棧開辟到堆區(qū)
	//指針 *p實質(zhì)上也是棧區(qū)數(shù)據(jù),指針保存的數(shù)據(jù)放到堆區(qū)
	int* p = new int (10);
	return p;
}
int main()
{
	int* a = func();
	cout << *a << endl;//無論輸出多少次，都能輸出a的值
	cout << *a << endl;
	cout << *a << endl;
}

這里不同于棧區(qū)的時，無論輸出多少次*a，都是結果十，下面來張圖助理解：

主函數(shù)中用*a作為*p的返回值，a的地址為0x0011，保存的數(shù)據(jù)為10，這是數(shù)據(jù)保存在堆中，除非程序結束，該地址都不會被釋放。

new關鍵字

new的基本語法

開辟：

數(shù)據(jù)類型 + 指針變量 = new +相同數(shù)據(jù)類型 +（賦值）

這樣可在堆區(qū)開辟數(shù)據(jù)，作為棧區(qū)函數(shù)返回值也不會被編譯器自動釋放

刪除：

delete 變量地址

堆區(qū)數(shù)據(jù)由管理員開辟或釋放，如果想要釋放數(shù)據(jù)就利用delete關鍵字

利用new開辟數(shù)組

示例：int* Array = new int[n]; 和基本語法相比就是（）變成了[]，并且里面可以存放常量或者變量，當我們想控制數(shù)組長度的時候，這也是自定義的一種方法。讓 n 等于10，那么數(shù)組Array[]的長度為十，我們可以用隨機數(shù)來給數(shù)組賦值。釋放數(shù)組也是利用delete關鍵字，例如 delete[] Array; 刪除數(shù)組加[]放在數(shù)組名前。

例如：

void test02(int *Array)
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		Array[i] = rand() % 20 + 1;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << Array[i] << "  ";
	}
}
int main()
{
    int *Array = new int [10];
    test02(Array);
}

附帶個運行圖：