記憶體四區之程式碼區，全局區，棧區和堆區
- 2021 年 6 月 27 日
- 筆記
C++ 在程式執行時，將記憶體大致分為程式碼區，全局區，棧區和堆區四個區域。不同的區域存儲不同的數據，賦予不同的生命周期，能夠更靈活地進行編程。
- 程式碼區：存放函數體的二進位程式碼，由作業系統管理創建，程式碼區時共享的，對於頻繁被執行的程式，只需要存有一份程式碼即可；
- 全局區：存放全局變數和靜態變數以及常量，在程式結束後由作業系統釋放；
- 棧區：由編譯其自動分配釋放，存放函數的參數值以及局部變數等；
- 堆區：一般由程式設計師通過
new開闢空間，進行分配和釋放，若程式設計師不釋放，則程式結束時由作業系統回收
下面通過一個例子對全局區，棧區，堆區的數據聲明周期進行說明：
// 全局變數屬於全局區，由作業系統管理釋放
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;
// 創建普通的局部變數,屬於棧區
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;
// 創建靜態變數，屬於全局區
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;
// 程式設計師自己創建變數，屬於堆區
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 都屬於全局區，同理，a，b 都屬於棧區，d_a，d_b 都屬於堆區。由於棧區的數據在程式運行結束後會被編譯器自動銷毀，因此不要返回局部變數的地址，舉例如下：
int* func()
{
int a = 10; // 棧區數據，在程式執行完之後自動釋放
return &a; //雖然返回了a的地址，然而數據在func結束時已經被銷毀
}
int main(void)
{
int* a = func(); // 此時a表示在函數func在棧區開闢的地址，但是其中的數據已被銷毀
cout << "a 的地址為：\t" << int(a) << "a 存放的數據為：\t" << *a << endl;
cout << "a 的地址為：\t" << int(a) << "a 存放的數據為：\t" << *a << endl;
}
輸出結果為：
a 的地址為： 7601480a 存放的數據為： 10
a 的地址為： 7601480a 存放的數據為： 2084553696
由於編譯器會對棧區的數據做一次保留，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記憶體地址 a 中的數據。
相反，堆區數據由程式設計師自己進行管理，在程式執行完之後並不會自動釋放。當整個程式執行完畢之後會由作業系統釋放。
int* func()
{
int * a = new int(10); // 棧區數據，在程式執行完之後自動釋放
return a; //雖然返回了a的地址，然而數據在func結束時已經被銷毀
}
int main(void)
{
int* a = func(); // 此時a表示在函數func在棧區開闢的地址，但是其中的數據已被銷毀
cout << "a 的地址為：\t" << int(a) << "a 存放的數據為：\t" << *a << endl;
cout << "a 的地址為：\t" << int(a) << "a 存放的數據為：\t" << *a << endl;
}
輸出結果為：
a 的地址為： 23507016a 存放的數據為： 10
a 的地址為： 23507016a 存放的數據為： 10
