探讨C++ 变量生命周期、栈分配方式、类内存布局、Debug和Release程序的区别(一)

今天看博客园的文章,发现博问栏目中有一个网友的问题挺有趣的,就点进去看了下,标题是“C++生存期问题”,给出链接:http://q.cnblogs.com/q/51133/

本文会以此问题作为讨论的实例,来具体讨论以下四个问题:

(1)       C++变量生命周期

(2)       C++变量在栈中分配方式

(3)       C++类的内存布局

(4)       Debug和Release程序的区别

也许您觉得这些讨论问题没有实际意义,应该多做些提高生产力的事情,如同重复发明轮子也是没有意义的。

笔者同意这个观点,但是,作为一个有追求的程序员,应该知其然而且知其所以然,更应该知道轮子是怎么造出来的,不是吗?

当然,限于篇幅,本文可能只是抛砖引玉,更多的知识,一定是大家自己去探索的。

不多说,进入正题。

实验环境:Win7 32bit系统 + VS2008 SP1

问题现象:

先阅读以下程序:

  1. #include "stdafx.h"
  2. #include<iostream>
  3. #include<windows.h>
  4. using namespace std;

  5. class T
  6. {
  7. protected:
  8. int t;
  9. public:
  10. T(int r=0):t(r){}
  11. void showNum(){cout<<t<<endl;}
  12. };
  13.  
  14. class T1:public T
  15. {
  16. private:
  17. int x;
  18. public:
  19. T1(int r):x(r),T(r){}
  20. void show(){cout<<"x="<<x<<endl;}
  21. };
  22.  
  23. class T2:public T
  24. {
  25. private:
  26. int x;
  27. public:
  28. T2(int r):x(r*r),T(r){}
  29. void show(){cout<<"x="<<x<<endl;}
  30. };
  31.  
  32. void main()
  33. {
  34. T* p[10];
  35. for(int i=0;i<5;i++)
  36. {
  37. if(i%2==0)
  38. {
  39. T1 r(2);
  40. p[i]=&r;
  41. cout<<&r<<endl;
  42. }
  43. else
  44. {
  45. T2 r(3);
  46. p[i]=&r;
  47. cout<<&r<<endl;
  48. }
  49. }
  50. for(int i=5;i<10;i++)
  51. {
  52. if(i%2==0)
  53. {
  54. T1 r(4);
  55. p[i]=&r;
  56. cout<<&r<<endl;
  57. }
  58. else
  59. {
  60. T2 r(5);
  61. p[i]=&r;
  62. cout<<&r<<endl;
  63. }
  64. }
  65. for(int i=0;i<10;i++)
  66. {
  67. p[i]->showNum();
  68. }
  69. system("pause");
  70. }

不急着往下看,先预测此程序输出。

一般来说,我们预测的输出会是什么结果呢?

首先Debug版本和Release版本应该输出结果是相同的,或者规律是相同的。

当0 <= i < 5时,输出5个地址,应该是不同的,逐个递增,生成的局部变量存放在栈中;

当5 <= i < 10时,又输出5个地址,应该也是不同的,也是逐个递增,生成的局部变量存放在栈中;

最后循环调用p[i]->showNum()这个方法10次,输出的结果应该是不可知的,因为P[i]指向的对象都已经失效。

我们来看看实际输出的结果:

Debug版本:

当0 <= i < 5时,输出5个地址,是一种交替状输出,分别是001FF750和001FF740。

当5 <= i < 10时,又输出5个地址,也是交替状输出,分别是001FF714和001FF724。

最后循环调用p[i]->showNum()这个方法10次,输出的结果是正确的,似乎那些栈中的局部对象未失效。

Release版本:

当0 <= i < 5时,输出5个地址,是一种交替状输出,分别是001CFB00和001CFB08。

当5 <= i < 10时,又输出5个地址,也是交替状输出,奇怪的是地址的值也是001CFB00和001CFB08。

最后循环调用p[i]->showNum()这个方法10次,输出的结果全是5和4,似乎前5次输出失效了,后5次没有失效。

为什么?

大家可以先思考,有想法可以留言指出。限于篇幅,笔者的下一篇博客将给出具体的分析。

 
 
分类: 编程语言

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