C++学习记录--进阶Ⅰ(内存,引用,函数)

内存分区模型

C++程序在执行时,将内存大方向划分为4个区域:

  1. 代码区:存放函数体的二进制代码,由操作系统进行管理的。
  2. 全局区:存放全局变量和静态变量以及常量。
  3. 栈区:由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量等。
  4. 堆区:由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收。

内存四区意义:
不同区域存放的数据,赋予不同的生命周期,灵活编程。

程序运行前

在程序编译后,生成了exe可执行程序,未执行该程序前分为两个区域。

  1. 代码区:
    存放CPU执行的机器指令。
    代码区是共享的,共享的目的是对于频繁被执行的程序,只需要在内存中有一份代码即可。
    代码区是只读的,使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令。
  2. 全局区:
    全局变量和静态变量存放在此。
    全局区还包含了常量区,字符串常量和其他常量也存放在此。
    该区域的数据在程序结束后由操作系统释放
    在普通变量前加static,变成静态变量,存放在全局区。
    常量:字符串常量和const修饰的全局变量放在全局区,const修饰的局部变量放在栈区。
    在这里插入图片描述
    总结:
    C++在程序运行前分为全局区和代码区
    代码区特点是共享和只读。
    全局区中存放全局变量、静态变量、常量。
    常量区中存放const修饰的全局常量和字符串常量。

程序运行后

注意:不要返回局部变量的地址,栈区开辟的数据由编译器自动释放。局部变量的地址编译器会保留一次。
形参的数据放在栈区。

堆区

由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束后由操作系统回收。
在C++中主要利用new在堆区开辟内存。
堆区开辟的数据,由程序员手动开辟,手动释放,释放利用操作符delete
语法:new 数据类型
利用new创建的数据,会返回该数据对应的类型的指针。

int * Func()
{
    
    
	//利用new关键字,可以将数据开辟到堆区
	//指针本质上也是局部变量,放在栈区,指针保存的数据是放在堆区。
	int * p = new int(10);//delete p
	return p;
}
int * Func2()
{
    
    
	//创建10个整型数据的数组,在堆区
	int * Arr = new int[10];//中括号,10表示数组有10个元素
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
    
    
		Arr[i] = i + 10;//给10个元素赋值10-19
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
    
    
		cout << Arr[i] << endl;
	}
	//释放数组的时候,要加[]才可以
	delete[] Arr;
}

引用

作用:给变量起别名;
语法:数据类型 &别名 = 原名 (int &b = a;)
注意:

  1. 引用必须要初始化;
  2. 引用一旦初始化后,就不可以更改。

引用做函数参数

作用:函数传参时,可以利用引用的技术让形参修饰实参。
优点:可以简化指针修改实参。
通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单。

void Swap(int &a, int &b)
{
    
    
//引用传递形参会修饰实参,对引用的修改就是对原名的修改
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
int a = 10;
int b = 20;
void Swap(a,b);

引用做函数返回值

作用:引用是可以作为函数的返回值存在的。
注意:不要返回局部变量引用
用法:函数调用作为左值。

int& Test()
{
    
    
	static int a = 20;
	return a;
}
int& ref = Test();
Test() = 100;

引用的本质

本质:引用的本质在c++内部实现是一个指针常量。

int& ref = a;
ref = 20;//内部发现ref是引用,自动转换为: *ref = 20;
int* const ref = &a;//指针常量,指针指向不可更改,也说明为什么引用不可更改。

常量引用

作用:主要用于修饰形参,防止误操作。
在函数形参列表中,可以加const修饰形参,防止形参改变实参。

void ShowValue(const int& a)
{
    
    
	//a += 10;
	cout << a << endl;
}

函数提高

函数默认参数

在c++中,函数的形参列表中的形参是可以有默认值的。
语法: 返回值类型 函数名 ( 参数 = 默认值) { }
如果自己传入数据,就用自己的数据,如果没有,那么就用默认值。

int Func (int a, int b = 20, int c = 30)
{
    
    
	return a + b + c;
}
Func( 10,15);

注意:

  1. 如果某个位置已经有了默认参数,那么从这个位置往后,从左到右都必须有默认值。
  2. 函数的声明和实现只能有一个默认参数。

函数占位参数

C++中函数的形参列表可以有占位参数,用来做占位,调用函数时,必须填补该位置。
语法:返回值类型 函数名 ( 数据类型) { }
占位参数还可以有默认参数。

void Func(int a, int = 10)
{
    
    
	//...
}
Func(10);

函数重载

作用:函数名可以相同,提高复用性
函数重载满足条件:

  1. 同一个作用域下;
  2. 函数名称相同;
  3. 函数参数类型不同, 或者 个数不同 或者 顺序不同

注意:函数的返回值不可以作为函数重载的条件。

void Func( )
{
    
    
	cout << "1" << endl;
}
void Func(int a)
{
    
    
	cout << "2" << endl;
}
void Func(double a)
{
    
    
	cout << "3" << endl;
}
void Func(int a, double b)
{
    
    
	cout << "4" << endl;
}
void Func(double a, int b )
{
    
    
	cout << "5" << endl;
}

函数重载注意事项:

  1. 引用作为重载条件;(const 可以作为重载条件)
void Func( int& a)//int& a = 10;不合法
{
    
    
	cout << "Func(int& a) 调用" << endl;
}
void Func(const int& a) // const int& a = 10,合法
{
    
    
	cout << "Func(const int& a)调用" << endl;
}
int a = 10;
Func(a);
Func(10);
  1. 函数重载碰到函数默认参数。
    函数重载时,尽量不要使用默认参数。
void Func(int a, int b = 10)
{
    
    
	cout << "Func(int a, int b)的调用" << endl;
}
void Func(int a)
{
    
    
	cout << "Func(int a)的调用" << endl;
}
Func(10);//会出错
Func(10,20);//进入参数默认函数

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