C++內(nèi)存四區(qū)

C++ 在程序執(zhí)行時，將內(nèi)存大致分為代碼區(qū)，全局區(qū)，棧區(qū)和堆區(qū)四個區(qū)域。不同的區(qū)域存儲不同的數(shù)據(jù)，賦予不同的生命周期，能夠更靈活地進行編程。

1. 代碼區(qū)：存放函數(shù)體的二進制代碼，由操作系統(tǒng)管理創(chuàng)建，代碼區(qū)時共享的，對于頻繁被執(zhí)行的程序，只需要存有一份代碼即可；
2. 全局區(qū)：存放全局變量和靜態(tài)變量以及常量，在程序結(jié)束后由操作系統(tǒng)釋放；
3. 棧區(qū)：由編譯其自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值以及局部變量等；
4. 堆區(qū)：一般由程序員通過 new 開辟空間，進行分配和釋放，若程序員不釋放，則程序結(jié)束時由操作系統(tǒng)回收
   

下面通過一個例子對全局區(qū)，棧區(qū)，堆區(qū)的數(shù)據(jù)聲明周期進行說明：

// 全局變量屬于全局區(qū)，由操作系統(tǒng)管理釋放
int g_a = 1;
int g_b = 2;
int main(void)
{
 cout << "g_a 的地址為：\t"<< int(&g_a) << endl;
 cout << "g_b 的地址為：\t" << int(&g_b) << endl;
 // 創(chuàng)建普通的局部變量,屬于棧區(qū)
 int a = 10;
 int b = 20; 
 cout << "a 的地址為：\t" << int(&a) << endl;
 cout << "b 的地址為：\t" << int(&b) << endl;
 // 創(chuàng)建靜態(tài)變量，屬于全局區(qū)
 static int s_a = 40;
 static int s_b = 50;
 cout << "s_a 的地址為：\t" << int(&s_a) << endl;
 cout << "s_b 的地址為：\t" << int(&s_b) << endl;
 // 程序員自己創(chuàng)建變量，屬于堆區(qū)
 int* d_a = new int(10);
 int* d_b = new int(20);
 cout << "d_a 的地址為：\t" << int(d_a) << endl;
 cout << "d_b 的地址為：\t" << int(d_b) << endl;
}

輸出結(jié)果為：

g_a 的地址為：  5300224  g_b 的地址為：  5300228 
a 的地址為：    6421316  b 的地址為：    6421304
s_a 的地址為：  5300232  s_b 的地址為：  5300236
d_a 的地址為：  9547944  d_b 的地址為：  9547992

我們從中可以看到，g_a，g_b，s_a，s_b 都屬于全局區(qū)，同理，a，b 都屬于棧區(qū)，d_a，d_b 都屬于堆區(qū)。由于棧區(qū)的數(shù)據(jù)在程序運行結(jié)束后會被編譯器自動銷毀，因此不要返回局部變量的地址，舉例如下：

int* func()
{
 int a = 10; // 棧區(qū)數(shù)據(jù)，在程序執(zhí)行完之后自動釋放
 return &a; //雖然返回了a的地址，然而數(shù)據(jù)在func結(jié)束時已經(jīng)被銷毀
}

int main(void)
{
 int* a = func(); // 此時a表示在函數(shù)func在棧區(qū)開辟的地址，但是其中的數(shù)據(jù)已被銷毀
 cout << "a 的地址為：\t" << int(a) << "a 存放的數(shù)據(jù)為：\t" << *a << endl;
 cout << "a 的地址為：\t" << int(a) << "a 存放的數(shù)據(jù)為：\t" << *a << endl;
}

輸出結(jié)果為：

a 的地址為：    7601480a 存放的數(shù)據(jù)為： 10
a 的地址為：    7601480a 存放的數(shù)據(jù)為： 2084553696

由于編譯器會對棧區(qū)的數(shù)據(jù)做一次保留，因此第一條的 cout 語句能夠正常輸出，然而第二次的輸出才是內(nèi)存地址 a 中的數(shù)據(jù)。

相反，堆區(qū)數(shù)據(jù)由程序員自己進行管理，在程序執(zhí)行完之后并不會自動釋放。當(dāng)整個程序執(zhí)行完畢之后會由操作系統(tǒng)釋放。

int* func()
{
 int * a = new int(10); // 程序員使用new在堆區(qū)開辟空間，在程序執(zhí)行完之后自動釋放
 return a; //同樣返回了a的地址，然而只要程序沒有運行結(jié)束，除非程序員釋放，否則會一直保留
}

int main(void)
{
 int* a = func(); // 此時a表示在函數(shù)func在堆區(qū)開辟的地址，編譯器無法自動銷毀
 cout << "a 的地址為：\t" << int(a) << "a 存放的數(shù)據(jù)為：\t" << *a << endl;
 cout << "a 的地址為：\t" << int(a) << "a 存放的數(shù)據(jù)為：\t" << *a << endl;
}

輸出結(jié)果為：

a 的地址為：    23507016a 存放的數(shù)據(jù)為：        10
a 的地址為：    23507016a 存放的數(shù)據(jù)為：        10

附：內(nèi)存四區(qū)的小結(jié)

1、棧區(qū)(stack)：就是那些由編譯器在需要的時候分配，在不需要的時候自動清除的變量的存儲區(qū)。里面的變量通常是函數(shù)的返回地址、參數(shù)、局部變量、返回值等，從高地址向低地址增長。在一個進程中，位于用戶虛擬地址空間頂部的是用戶棧，編譯器用它來實現(xiàn)函數(shù)的調(diào)用。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。

2、堆區(qū)(heap)： 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表，在程序運行過程中可以動態(tài)增加堆大小(移動break指針)，從低地址向高地址增長。

        堆：是操作系統(tǒng)所維護的一塊特殊內(nèi)存，它提供了動態(tài)分配的功能，當(dāng)運行程序調(diào)用malloc()時就會從中分配，稍后調(diào)用free()可把內(nèi)存交還。

        自由存儲區(qū)：自由存儲是C++中通過new和delete動態(tài)分配和釋放對象的抽象概念，通過new來申請的內(nèi)存區(qū)域可稱為自由存儲區(qū)。基本上，所有的C++編譯器默認(rèn)使用堆來實現(xiàn)自由存儲，也即是缺省的全局運算符new和delete也許會按照malloc和free的方式來被實現(xiàn)，這時藉由new運算符分配的對象，說它在堆上也對，說它在自由存儲區(qū)上也正確。但程序員也可以通過重載操作符，改用其他內(nèi)存來實現(xiàn)自由存儲，例如全局變量做的對象池，這時自由存儲區(qū)和堆區(qū)就有區(qū)別了。

3、數(shù)據(jù)區(qū)：主要包括靜態(tài)全局區(qū)和靜態(tài)區(qū)，如果要站在匯編角度細(xì)分的話還可以分為很多小的區(qū)。

        全局區(qū)&靜態(tài)區(qū)：全局變量和靜態(tài)變量被分配到同一塊內(nèi)存中，在以前的 C 語言中，全局變量和靜態(tài)變量又分為

　　　　全局初始化區(qū)(DATA段) ：存儲程序中已初始化的全局變量和靜態(tài)變量

　　　　未初始化段(BSS段) ：存儲未初始化的全局變量和靜態(tài)變量（局部+全局）。BSS段在DATA段的相鄰的另一塊區(qū)域。

　　　　　　　　　　　　　　BBS段特點：在程序執(zhí)行前BBS段自動清零，所以未初始化的全局變量和靜態(tài)變量在程序執(zhí)行前已經(jīng)成為0。

　　在 C++ 里面沒有這個區(qū)分了，他們共同占用同一塊內(nèi)存區(qū)。

4、代碼區(qū)：包括只讀存儲區(qū)和文本區(qū)，其中只讀存儲區(qū)存儲字符串常量，就是常量區(qū)，文本區(qū)存儲程序的機器代碼。

那“內(nèi)存四區(qū)”和“內(nèi)存五區(qū)”有什么區(qū)別嗎？

其實“內(nèi)存四區(qū)”和“內(nèi)存五區(qū)”指的東西都是完全一樣的

內(nèi)存五區(qū)為：棧區(qū)、堆區(qū)、全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))、常亮區(qū)、代碼區(qū)

內(nèi)存四區(qū)為：棧區(qū)、堆區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)（全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))、常亮區(qū)）、代碼區(qū)

因此從上面可以看出，對于內(nèi)存四區(qū)而言，其只是把全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))和常亮區(qū)合并為一個數(shù)據(jù)區(qū)而已，其實內(nèi)容都是完全一樣的

總結(jié)

到此這篇關(guān)于C++內(nèi)存四區(qū)之代碼區(qū)、全局區(qū)、棧區(qū)和堆區(qū)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++內(nèi)存四區(qū)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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