C++从入门到实战（十一）详细讲解C/C++语言中内存分布与C与C++内存管理对比

C++从入门到实战（十一）详细讲解C/C++语言中内存分布与C与C++内存管理对比

• 前言
• 一、C/C++语言中内存分布
• • 1.内核空间
  • 2.栈
  • 3.堆
  • 4.数据段
  • 5.代码段
  • 二、例题带练巩固C/C++语言中内存分布的知识
  • • 题目讲解
    • 题目答案
    • 三、C语言动态内存分配（知识回顾）
    • • 3.1 为什么需要动态内存分配
      • 3.2 malloc 函数
      • 3.3 calloc 函数
      • 3.4 realloc 函数
      • 3.5 free 函数
      • 3.6 C语言动态内存分配的缺点
      • 四、C++动态内存分配
      • • 1. new 和 delete
        • 2. new[] 和 delete[] 运算符
        • 五、C与C++内存管理对比
        • • 5.1 C语言内存管理
          • 5.2 C++内存管理
          • 5.3 C 与 C++ 内存管理对比表格

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            前言

            • 在之前的博客系列中，我们深入探讨了C++的第一个重要阶段——类和对象，以及与之相关的诸多核心内容，包括四大构造函数、类的种类、内部类、匿名类、友元等。
            • 这些知识点如同坚实的基石，为后续的C++学习构建了稳固的基础，帮助我们逐步建立起对C++面向对象编程的深刻理解。

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              • 接下来，我们将开启新的篇章，深入剖析C/C++语言中的内存分布，并对比C与C++在内存管理方面的差异。

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                一、C/C++语言中内存分布

                

                1.内核空间

                • 内核空间（Kernel Space）：相当于 “管理层办公室”，存放着操作系统的核心代码（比如管理 CPU、内存、硬盘的程序）。只有 “管理层”（内核程序）能进去，普通程序不能随便访问，权限很高，负责处理最底层的硬件资源。

                  2.栈

                  • 栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，用于存储局部变量、函数调用信息等。
                  • 每当调用一个函数时，系统会在栈上为该函数的局部变量分配内存，函数执行完毕后，这些内存会被自动释放。

                    想象你去食堂打饭，餐盘是按顺序叠起来的：后放上去的餐盘先被拿走（后进先出）。

                    • 栈就是这样一个 “自动清理的临时货架”，存放函数运行时的 临时数据（比如局部变量、函数参数、返回地址）。程序会自动分配和释放空间，不需要你手动管理。

                      // 函数，函数代码存储在代码段
                      void func() {
                          // 局部变量，存储在栈上
                          int local_variable = 30;
                          std::cout 
                          func();
                       }
                      
                          static int static_age = 18;  // 静态局部变量，也存在数据段
                      }
                      
                       static int staticVar = 1;
                       int localVar = 1;
                       int num1[10] = { 1, 2, 3, 4 };
                       char char2[] = "abcd";
                       const char* pChar3 = "abcd";
                       int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
                       int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));
                       int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 4);
                       free(ptr1);
                       free(ptr3);
                       }
                      
                       static int staticVar = 1;
                       int localVar = 1;
                       int num1[10] = { 1, 2, 3, 4 };
                       char char2[] = "abcd";
                       const char* pChar3 = "abcd";
                       int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
                       int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));
                       int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 4);
                       free(ptr1);
                       free(ptr3);
                       }
                      
                          // 分配一个能存储 5 个整数的内存块
                          int *ptr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
                          if (ptr == NULL) {
                              printf("内存分配失败\n");
                              return 1;
                          }
                          // 给分配的内存块赋值
                          for (int i = 0; i