C++程序的五大内存分区实例详解

当我们编写C++程序时，系统会默认给程序分配内存，这些内存被分为五个不同的区域，每个区域用途不同，下面我们来详细介绍一下这五个区域的作用。

代码区(文字常量区)

代码区主要用来存放程序的执行代码，这部分内存是只读的，并且在程序启动时就已经固定分配好了。在一个C++程序中，所有的函数、语句都被转换成了二进制码，并被存储在代码区中。代码区还包括存储在程序中的字符串常量，如常量字符串 “Hello, world!”就是存储在代码区中的。

示例：

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
int main()
{
    char* str = "Hello World!";
    cout << str << endl;
    return 0;
}

在上面的代码中，我们定义了一个字符指针类型的变量 str，它指向字符串常量 “Hello World!” 。由于字符串常量存储在代码区中，str 指向的是只读的内存区域，无法修改。但可以通过这个指针来读取这个字符串。

全局(静态)区

全局区又叫作静态区，它用来存储全局变量、静态变量以及常量，它在程序启动时就已经被分配好了空间，直到程序结束才被释放。

在C++程序中，所有在函数外定义的变量都被存储在全局区中。当然，你可以通过 static 关键字在函数内部定义静态变量，这些静态变量也会存储在全局区中。

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int global = 10; //全局变量

void fun(){
    static int static_var = 20; //静态变量
    cout<<"global in fun:"<<global<<endl;
    cout<<"static_var in fun:"<<static_var<<endl;
}

int main(){
    int local = 30; //局部变量
    fun();
    cout<<"global in main:"<<global<<endl;
    return 0;
}

在上述代码中，变量 global 在函数外定义，存储在全局区；变量 static_var 在函数内使用 static 关键字定义，也存储在全局区。函数 fun() 被调用时，它能够访问全局区中的变量，输出变量 global 和 static_var 的值。

栈区

栈区是存放程序中局部变量和函数参数的内存区域，栈区内存的分配方式是先进后出，所以也叫作后进先出栈。在程序执行过程中，每次函数调用都会把函数的参数、返回地址以及函数内部的局部变量等信息压入栈中。

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int add(int x, int y)
{
    int z = x + y;
    return z;
}

int main()
{
    int a = 10, b = 20, c;
    c = add(a, b);
    cout << "a + b = " << c << endl;
    return 0;
}

在上面的代码中，变量 a、b、c 都是存储在栈区中的局部变量，函数 add() 中的参数、变量 z 也是存储在栈区中。每次函数调用时，都会分配一些内存空间来存储函数内部的变量。

堆区

堆区也叫动态内存分配区，它是由程序员自己分配和释放的一块内存区域。当程序需要在运行时动态分配一块内存来存储某些数据时，就需要使用堆区。

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int *p;
    p = new int;   //分配一个整型变量大小的内存
    *p = 10;       //给分配的内存赋值
    cout << *p << endl;  //输出值
    delete p;      //释放分配的内存
    return 0;
}

在上面的示例中，我们使用 new 操作符分配了一个整型变量大小的内存空间，然后使用指针变量 p 来保存分配的内存地址。我们可以使用 *p 来存取这一块内存，最后通过 delete 操作符释放内存。

常量区

常量区是专门存储常量的一块内存区域。常量区中的数据在程序运行期间是不能被修改的，通常包括程序中定义的只读变量和常量等。

示例：

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
int main()
{
    const char *str = "I love coding!";
    cout << str << endl;
    return 0;
}

在上述代码中，我们使用 const 关键字将一个字符指针指向一个字符串常量，这个字符串常量存储在常量区，只能读取，无法修改。

以上是五个不同的内存分区，需要注意的是，栈和堆是动态分配存储空间的区域，需要程序员自己负责管理。同时，也应该明确区分五个不同的内存分区的作用，以便编写正确的程序。