C++学习日记 Day1：内存四区模型与new/delete

##   今天学了什么

今天学习C++的内存四区模型，以及new/delete的基本用法。

##   内存四区总结

备注：其中代码区和全局区处于程序运行前，栈区和堆区处于程序运行后。

内存四区的意义：不同区域存放的数据赋予不同的生命周期，方便管理、灵活编程。

**实测地址（Windows 64位 + VS）**：
– 全局变量 `global_a` 地址：00007FF6026BF000
– 栈区变量 `a` 地址：00000091057CF704
– 堆区 `new_a` 地址：0000026D4C157E10

##    今日代码

```cpp

#include<iostream>

using namespace std;

//全局区
//全局变量
int global_a = 10;
//静态变量
static int static_a = 1;
//常量 const修饰常量、字符串常量
const int const_a = 2;

//栈区
//局部变量
int fun(int local_a)
{
    cout << "形参local_a的地址：" << &local_a << endl;
    return local_a;
}

//堆区
int * creatNum()
{
    int* p = new int(666);
    return p;
}

int main()
{
    static int static_b = 2;

    //const char *char_a = "hello world";

    int* new_a = creatNum();
    int* pp = new int[2];

    int a = 9;

    //cout << a<<endl;
    for (int i = 0; i <2; i++)
    {
        pp[i] = i + 1;
    }
    for (int i = 0; i < 2; i++)
    {
        cout << pp[i]<<endl;
    }

    int b = 5;

    cout << "全局变量global_a的地址：" << &global_a << endl;
    cout << "静态变量static_a的地址：" << &static_a << endl;
    cout << "静态变量static_b的地址：" << &static_b << endl;
    cout << "const修饰常量const_a的地址：" << &const_a<< endl;
    cout << "字符串常量的地址：" << &"hello world" << endl;
    cout << endl;
    cout << "局部变量量a的地址：" << &a << endl;
    cout << "局部变量量b的地址：" << &b << endl;
    fun(3);
    cout << endl;
    cout << "堆区数据地址：" << new_a << endl;
    cout << "堆区指针数组的首元素地址：" << pp << endl;

    /*delete new_a;
    new_a = nullptr;*/
    delete[] pp;
    pp = nullptr;

    return 0;
}

运行结果：

##  逐步调试步骤

1.打断点 鼠标点击左边灰色栏对应行

2.按F5进入调试

3.F10/F11逐行调试，F10会直接跳过函数（F10逐过程 F11逐语句）

调试-窗口-局部变量 观察各个变量值的变化

##   问题记录

**内存泄漏实验**：在写int * p=new int(5);时，故意不写delete p;结果正常运行，什么异常也没有发现，进入逐步调试，只能看到在程序结束时，p的值还存在。

结论：内存泄漏在程序结束时看不出来，但如果长期运行程序，内存会一直涨，最终崩溃。

**指针、地址、解引用**：

```cpp

int a=10;     

int * p=&a;  //指针p的值是a的地址   int * : 整型指针

cout<<*p;  //*p 解引用，输出a的值 输出结果:10

## 深度思考：为什么打印的地址是负数？

第一次运行时，发现输出的地址是负数。查了资料才知道：
– 用 `int` 去接收地址（比如 `(int)&a`），但 `int` 只有 32 位
– 我的环境是 64 位，地址是 64 位十六进制数
– 把 64 位地址强行塞进 32 位 `int`，高 32 位被截断，剩下的最高位如果是 1，就变成负数
– 教程里老师没遇到这个问题，是因为他用的是 32 位程序，地址数值小，不会溢出

**正确做法**：直接用 `cout` 输出指针，或者转成 `uint64_t`。

## 深度思考：堆区和栈区谁的地址高？

实测发现：Windows 64位 + VS 环境下，**堆区地址比栈区地址大**。这和很多教程里“栈在顶部、堆在底部”的说法不一样。

查资料得知：堆和栈的地址顺序取决于操作系统和编译器，没有统一标准。所以不要背“谁高谁低”，记住它们的管理方式区别就行了。

** 学习堆区的作用 **

知道数据存在哪，什么时候消失，提前避开崩溃、内存泄漏这些bug，写程序的时候判断放在栈还是堆。

** 野指针的危害 **

• 读取乱码，奇怪负数
• 程序闪退随机崩溃，很难复现排查
• 严重时会篡改别的变量，产生莫名其妙的错误