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C++內(nèi)存四區(qū)之代碼區(qū)、全局區(qū)、棧區(qū)和堆區(qū)

更新時(shí)間：2021年07月01日 11:59:22 作者：ZhiboZhao

C++編譯器會(huì)把代碼直接分為四個(gè)小區(qū),弄懂這四小區(qū)對(duì)我們理解內(nèi)存有所幫助,所以下面這篇文章主要給大家介紹了關(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)的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

C++內(nèi)存四區(qū)

C++ 在程序執(zhí)行時(shí)，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(gè)區(qū)域。不同的區(qū)域存儲(chǔ)不同的數(shù)據(jù)，賦予不同的生命周期，能夠更靈活地進(jìn)行編程。

代碼區(qū)：存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼，由操作系統(tǒng)管理創(chuàng)建，代碼區(qū)時(shí)共享的，對(duì)于頻繁被執(zhí)行的程序，只需要存有一份代碼即可；
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；
棧區(qū)：由編譯其自動(dòng)分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值以及局部變量等；
堆區(qū)：一般由程序員通過(guò) new 開辟空間，進(jìn)行分配和釋放，若程序員不釋放，則程序結(jié)束時(shí)由操作系統(tǒng)回收

下面通過(guò)一個(gè)例子對(duì)全局區(qū)，棧區(qū)，堆區(qū)的數(shù)據(jù)聲明周期進(jìn)行說(shuō)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(yùn)行結(jié)束后會(huì)被編譯器自動(dòng)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(dòng)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(shí)已經(jīng)被銷毀
}

int main(void)
{
 int* a = func(); // 此時(shí)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(huì)對(duì)棧區(qū)的數(shù)據(jù)做一次保留，因此第一條的 cout 語(yǔ)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(jìn)行管理，在程序執(zhí)行完之后并不會(huì)自動(dòng)釋放。當(dāng)整個(gè)程序執(zhí)行完畢之后會(huì)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(dòng)釋放
 return a; //同樣返回了a的地址，然而只要程序沒有運(yùn)行結(jié)束，除非程序員釋放，否則會(huì)一直保留
}

int main(void)
{
 int* a = func(); // 此時(shí)a表示在函數(shù)func在堆區(qū)開辟的地址，編譯器無(wú)法自動(dòng)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(shí)候分配，在不需要的時(shí)候自動(dòng)清除的變量的存儲(chǔ)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(zhǎng)。在一個(gè)進(jìn)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(lái)實(shí)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(shí)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(yùn)行過(guò)程中可以動(dòng)態(tài)增加堆大小(移動(dòng)break指針)，從低地址向高地址增長(zhǎng)。

堆：是操作系統(tǒng)所維護(hù)的一塊特殊內(nèi)存，它提供了動(dòng)態(tài)分配的功能，當(dāng)運(yùn)行程序調(diào)用malloc()時(shí)就會(huì)從中分配，稍后調(diào)用free()可把內(nèi)存交還。

自由存儲(chǔ)區(qū)：自由存儲(chǔ)是C++中通過(guò)new和delete動(dòng)態(tài)分配和釋放對(duì)象的抽象概念，通過(guò)new來(lái)申請(qǐng)的內(nèi)存區(qū)域可稱為自由存儲(chǔ)區(qū)?；旧?，所有的C++編譯器默認(rèn)使用堆來(lái)實(shí)現(xiàn)自由存儲(chǔ)，也即是缺省的全局運(yùn)算符new和delete也許會(huì)按照malloc和free的方式來(lái)被實(shí)現(xiàn)，這時(shí)藉由new運(yùn)算符分配的對(duì)象，說(shuō)它在堆上也對(duì)，說(shuō)它在自由存儲(chǔ)區(qū)上也正確。但程序員也可以通過(guò)重載操作符，改用其他內(nèi)存來(lái)實(shí)現(xiàn)自由存儲(chǔ)，例如全局變量做的對(duì)象池，這時(shí)自由存儲(chǔ)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(yǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(diǎn)：在程序執(zhí)行前BBS段自動(dòng)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(gè)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(chǔ)區(qū)和文本區(qū)，其中只讀存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)字符串常量，就是常量區(qū)，文本區(qū)存儲(chǔ)程序的機(jī)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(shí)“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(duì)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(gè)數(shù)據(jù)區(qū)而已，其實(shí)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(qǐng)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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