主要内容 #

经过前面的课程学习，我们现在可以给出数据在内存中，真正的样子。

1. 内存的真实样子 #

上图中，要注意的地方有：

内存地址是递增 1 变化的

使用 1 / 0 来表示“有电/没电”状态

这里演示的是 32 位计算机上的内存地址

2. 内存模型，合并表示 #

我们建立模型的作用，是为了更容易地讨论一些问题。
现在我们给出来的，是最基本的内存模型。请务必理解：它可以看作“bool 变量在内存中的分布”。

那么，由于 C++ 中还有很多其他的数据类型，怎么用模型表示它们呢？

char / unsigned char ，请注意，内存地址是递增 8 变化

// 一般也写作
地址 | ... | 0x7cff15e8 | 0x7cff15f0 | 0x7cff15f8 | ... |
数值 | ... | 202        | 214        | 148        | ... |

short / unsigned short ，请注意，内存地址是递增 16 变化

// 一般也写作
地址 | ... | 0x7cff0000 | 0x7cff0010 | 0x7cff0020 | ... |
数值 | ... | 20211      | 202        | 148        | ... |

int / unsigned int / long / unsigned long / float，请注意，内存地址是递增 32 变化

// 一般也写作
地址 | ... | 0x7cff0000 | 0x7cff0020 | 0x7cff0040 | ... |
数值 | ... | 202        | 214        | 148        | ... |

int / unsigned int / long / unsigned long / float，请注意，内存地址是递增 64 变化

// 一般也写作
地址 | ... | 0x7cff0000 | 0x7cff0040 | 0x7cff0080 | ... |
数值 | ... | 202        | 214        | 148        | ... |

3. 小实验 – 感受内存大小 #

我们现在做一个实验，向操作系统申请 400 MB 的内存。

首先，请计算一下，

假如我们使用 char 类型的数组，400 MB 应该对应多少长度的数组呢？
请思考并计算。
/*




*/

解析：

一个 char 的大小，正好是一个字节。
400 MB 是 400 * 1024 * 1024 B，所以，数组的长度应该为 400 * 1024 * 1024

在这个实验中，由于需要申请的数组大小，超过了操作系统能够自动分配的上限（Windows 1MB，Linux 10 MB），
所以我们将使用 new 。new 不作为大家需要掌握的语法知识，在这里将它理解为普通的数组初始化即可。

请打开任务管理器，监控程序的内存变化。
请使用 Visual Studio 2015 运行如下代码

#include < iostream >
using namespace std;
int main()
{
    cout << "请找到当前程序的进程，记录当前的内存使用量。" << endl;
    cout << "请输入任意一个字符，然后点击回车。" << endl;
    char key;
    cin >> key;     //【注意】在这里，cin 用作一个程序暂停


    // 测试 400 MB 的数据
    cout << "正在申请 400 MB 的内存空间。" << endl;
    char* data = new char [400 * 1024 * 1024];


    cout << "请再次找到当前程序的进程，记录当前的内存使用量。" << endl;


    cout << "请再输入任意一个字符，然后点击回车，释放 400 MB 内存。" << endl;
    cin >> key;
    delete[] data;


    cout << "请再输入任意一个字符，然后点击回车，结束程序。" << endl;
    cin >> key;
    return 0;
}

大家也可以尝试一下，使用 short / int / double 等不同长度的数据类型，向操作系统申请总大小为 400 MB 的数组。

习题 #

课后练习