0、前言

C++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。
• 全局区：存放全局变量、静态变量以及常量。
• 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。

内存分四个区的意义：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。

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：代码区和全局区

1.1 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的的修改了的它的指令。

1.2 全局区

• 全局变量和静态变量存放在此；
• 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；
• 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放。
  
  示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 20;
const int c_g_a = 30;//const修饰的全局常量
const int c_g_b = 40;
int main()
{
    

	//创建普通局部变量(在函数中定义的变量）
	int a = 10;
	int b = 20;

	cout << "局部变量a的地址为：" << (int)&a << endl;
	cout << "局部变量b的地址为：" << (int)&b << endl;
	cout << "全局变量g_a的地址为：" << (int)&g_a << endl;
	cout << "全局变量g_b的地址为：" << (int)&g_b << endl;

	//静态变量   在普通变量前加上static，属于静态变量
	static int s_a = 10;
	static int s_b = 20;

	cout << "静态变量s_a的地址为：" << (int)&s_a << endl;
	cout << "静态变量s_b的地址为：" << (int)&s_b << endl;

	//常量
	//字符串常量
	cout << "字符串常量的地址为：" << (int)&"hello world!" << endl;
	
	//const修饰的变量
	//const修饰的全局变量，const修饰的局部变量
	cout << "const修饰的全局常量c_g_a地址为：" << (int)&c_g_a << endl;
	cout << "const修饰的全局常量c_g_b地址为：" << (int)&c_g_b << endl;

	int const c_l_a = 10;//c——const;g——global;l——local
	int const c_l_b = 20;
	cout << "const修饰的局部常量c_l_a的地址为：" << (int)&c_l_a << endl;
	cout << "const修饰的局部常量c_l_b的地址为：" << (int)&c_l_b << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

本小节总结

• C++中在程序运行前分为全局区和代码区；
• 代码区的特点是共享和只读；
• 全局区中存放全局变量、静态变量、常量；
• 常量区中存放const修饰的全局常量和字符串常量。

2、程序运行后

2.1 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；
• 注意事项：不要返回局部变量的地址，栈区开辟的数据由编译器自动释放。

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//栈区数据注意事项——不要返回局部变量的地址
//栈区的数据由编译器管理开辟和释放

int* func(int b)//形参也会放在栈区
{
    
	b ++;
	int a = 10;//局部变量  存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后自动释放(将a清空）
	return &a;//返回局部变量地址
}
int main()
{
    
	//接收func函数的返回值
	int * p=func(10);
	cout << *p << endl;//第一次可以打印正确的数字，是因为编译器做了保留
	cout << *p << endl;//第二次这个数据就不再保留了
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

分析：
局部变量和形参是放在栈区的，数据在函数中执行完成之后就自动释放（局部变量a被清空），在主函数中接收到返回的局部变量的地址，第一次可以输出打印成功，是因为编译器会做一次保留，第二次就没有保留了。

2.2 堆区

• 由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时，由操作系统回收；
• 在C++中主要利用new在堆区开辟内存。

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

int * func()
{
    
	//利用new关键字  可以将数据开辟到堆区
	//指针  本质也是局部变量，放在栈上，指针保存的数据是放在堆区
	int * p = new int(10);
	return p;
}
int main()
{
    
	//在堆区开辟数据
	int * p = func();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;


	system("pause");
	return 0;
}

原理图：

分析：
利用关键字new在堆区开辟空间，存放数据10，将其地址给位于栈区的指针p。
（这里我还是有点疑惑，位于栈区中的p，其内保存了地址，为啥没被编译器自动释放了啊？…希望有会的人解答解答）

运行结果：

总结：

• 堆区数据由程序员管理开辟和释放；
• 堆区数据利用new关键字进行开辟内存。

2.3 new操作符

C++中利用new操作符在堆区开辟数据。
堆区开辟的数据，由程序员手动开辟，手动释放，释放利用操作符delete.

2.3.1 new基本语法

语法：new 数据类型
利用new创建的数据，会返回该数据对应类型的指针。

例子：

#include<iostream>
using namespace std;
new的基本语法
int * func()
{
    
	//在堆区创建整型数据
	//new返回的是  该数据类型的指针
	int * p = new int(10);//如果时double类型的，要上下一致，其他地方也要对应修改
	return p;
}

void test01()
{
    
	int * p = func();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	//堆区的数据  由程序员管理开辟，程序员管理释放
	//如果想要释放堆区的数据，利用关键字 delete
	delete p;
	//cout << *p << endl;//内存已经被释放，再次访问就是非法操作，会报错
}

int main()
{
    
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

利用delete，释放堆区数据：

	delete p;
	cout << *p << endl;//内存已经被释放，再次访问就是非法操作，会报错

会出现报错！！！

2.3.2 利用new开辟数组

直接在数据类型后面加上方括号[]，里面写上数组长度。
释放数组时，直接在delete后面加上[]，方括号内不用写数组长度。

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

在堆区用new开辟数组
void test02()
{
    
	//创建10整型数据的数组，在堆区
	int * arr = new int[10];
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
    
		arr[i] = i + 100;//给10个元素赋值 100~109
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
    
		cout << arr[i] << endl;
	}
	//释放堆区数组
	//释放数组的时候，要加上[]
	delete[] arr;
}
int main()
{
    
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：