C++| C++ 核心编程（一、二） 内存空间与引用

C++ 核心编程（一、二） 内存空间与引用

1 内存分区模型

1.1 内存四区

C++ 编程时，内存分成四个部分：代码区、全局区、栈区、堆区。这四个区域在内存中分别成区，并且区和区之间有一定的距离。一般来说，划分内存的时候都是在区里连续划分的。

这几个区分别管理以下的数据：

• 代码区：存放函数体的代码，所有的代码在编译后运行前全部放在代码区中，由操作系统进行直接管理。一般不会涉及到这个区域。
• 全局区：在编译后运行前就存在，存放全局变量（不在函数体中的变量）、静态变量（由 static 修饰的变量）、全局常量（由 const 修饰）、字符串常量。程序运行结束后自动释放。
• 栈区：运行后存在，存放除了全局区以外所有系统自动分配、自动释放的内存空间。一般在函数体运行结束后自动释放。
• 堆区：运行后存在，存放所有程序员控制分配的内存空间。程序员控制分配，程序员控制释放

因为 C++ 有两种创建对象的方式，像创建变量一样创建，或者使用 new 关键字。我做了一个实验。代码如下：

//Person.h
#pragma once
#include<string>
#include<iostream>
class Person {
    std::string name;
    int year;

public:
    Person() ;
    Person(std::string, int);
    ~Person() ;

    std::string getName();
    void setName(std::string);

    int getYear();
    void setYear(int);

};

//Person.cpp
#include"Person.h"
using namespace std;

Person::Person() {
    cout << "Person constructed." << endl;
    name = "No Name.";
    year = 0;
}

Person::Person(string name, int year) {
    this->name = name;
    this->year = year;
    cout << "Person constructed." << endl;
}

Person::~Person() {
    cout << "Person destoryed." << endl;
}

string Person::getName() {
    return name;
}

void Person::setName(string name) {
    this->name = name;
}

int Person::getYear() {
    return year;
}

void Person::setYear(int year) {
    this->year = year;
}

//main.cpp
#include"Person.h"

int main() {
    using namespace std;
    Person* person1 = new Person("Yangtzi", 22);
    Person* person2 = new Person("Irene", 21);
    Person person3("AA", 20);
    Person person4("BB", 19);

    cout << "Address of person1: " << (int)person1 << endl;
    cout << "Address of person2: " << (int)person2 << endl;
    cout << "Address of person3: " << (int)&person3 << endl;
    cout << "Address of person4: " << (int)&person4 << endl;

    delete person1;
    delete person2;

    return 0;
}

最终运行得到结果如下：

Person constructed.

Person constructed.

Person constructed.

Person constructed.

Address of person1: 9040808

Address of person2: 9040568

Address of person3: 3471532

Address of person4: 3471492

Person destoryed.

Person destoryed.

Person destoryed.

Person destoryed.

可以很容易看出来，我们通过 new 关键字创建的对象 person1 和 person2 属于一个内存区域，而用正常的变量创建出来的 person3 和 person4，则属于另一个区域。经过学习我们知道，前者是堆区，后者则是栈区。

1.2 new 运算符

可以通过 new 运算符来在堆区创建基本数据类型、对象、结构。其返回的是一个指针。

int* p = new int(10);

Person* p = new Person();

delete p;

当然，也可以创建一个数组。

int* p[] = new int[10];

delete [] p;

2 引用

2.1 引用的基本使用

作用：给变量起别名

语法：数据类型 &别名 = 原名;

具体实现：引用的本质是指针常量。创建时，必须初始化，并且一旦初始化，不得再修改其指向。

2.2 引用的具体使用

我们之前说，用传址的方法作为参数或返回值可以节约内存空间。而我们也写了，引用的本质是指针常量，所以，使用引用也是一样的。

不过在具体使用的时候要注意两点：

1. 不要把局部变量的引用作为返回值（会被释放）；
2. 返回值可以作为左值；
3. 如果不想修改，可以用常量引用，比如const int& variableName。