探討C++ 變量生命周期、棧分配方式、類內存布局、Debug和Release程序的區別（一）

今天看博客園的文章，發現博問欄目中有一個網友的問題挺有趣的，就點進去看了下，標題是“C++生存期問題”，給出鏈接：http://q.cnblogs.com/q/51133/

 

本文會以此問題作為討論的實例，來具體討論以下四個問題：

（1）       C++變量生命周期

（2）       C++變量在棧中分配方式

（3）       C++類的內存布局

（4）       Debug和Release程序的區別

也許您覺得這些討論問題沒有實際意義，應該多做些提高生產力的事情，如同重復發明輪子也是沒有意義的。

筆者同意這個觀點，但是，作為一個有追求的程序員，應該知其然而且知其所以然，更應該知道輪子是怎么造出來的，不是嗎？

當然，限於篇幅，本文可能只是拋磚引玉，更多的知識，一定是大家自己去探索的。

 

不多說，進入正題。

 

實驗環境：Win7 32bit系統 + VS2008 SP1

 

問題現象：

先閱讀以下程序：

#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include<windows.h>
using namespace std;

class T
{
protected:
    int t;
public:
    T(int r=0):t(r){}
    void showNum(){cout<<t<<endl;}
};

class T1:public T
{
private:
   int x;
public:
    T1(int r):x(r),T(r){}
    void show(){cout<<"x="<<x<<endl;}
};

class T2:public T
{
private:
    int x;
public:
    T2(int r):x(r*r),T(r){}
    void show(){cout<<"x="<<x<<endl;}
};
 
void main()
{
    T* p[10];
    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        if(i%2==0)
        {
            T1 r(2);
            p[i]=&r;
            cout<<&r<<endl;
        }
        else
        {
            T2 r(3);
            p[i]=&r;
            cout<<&r<<endl;
        }
    }
    for(int i=5;i<10;i++)
    {
        if(i%2==0)
        {
            T1 r(4);
            p[i]=&r;
            cout<<&r<<endl;
        }
        else
        {
            T2 r(5);
            p[i]=&r;
            cout<<&r<<endl;
        }
    }
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        p[i]->showNum();
    }
    system("pause");
}

 

 

不急着往下看，先預測此程序輸出。

 

一般來說，我們預測的輸出會是什么結果呢？

首先Debug版本和Release版本應該輸出結果是相同的，或者規律是相同的。

當0 <= i < 5時，輸出5個地址，應該是不同的，逐個遞增，生成的局部變量存放在棧中；

當5 <= i < 10時，又輸出5個地址，應該也是不同的，也是逐個遞增，生成的局部變量存放在棧中；

最后循環調用p[i]->showNum()這個方法10次，輸出的結果應該是不可知的，因為P[i]指向的對象都已經失效。

 

我們來看看實際輸出的結果：

 

Debug版本：

當0 <= i < 5時，輸出5個地址，是一種交替狀輸出，分別是001FF750和001FF740。

當5 <= i < 10時，又輸出5個地址，也是交替狀輸出，分別是001FF714和001FF724。

最后循環調用p[i]->showNum()這個方法10次，輸出的結果是正確的，似乎那些棧中的局部對象未失效。

 

Release版本：

當0 <= i < 5時，輸出5個地址，是一種交替狀輸出，分別是001CFB00和001CFB08。

當5 <= i < 10時，又輸出5個地址，也是交替狀輸出，奇怪的是地址的值也是001CFB00和001CFB08。

最后循環調用p[i]->showNum()這個方法10次，輸出的結果全是5和4，似乎前5次輸出失效了，后5次沒有失效。

 

為什么？

 

大家可以先思考，有想法可以留言指出。限於篇幅，筆者的下一篇博客將給出具體的分析。

相關分析的博文已經寫好：探討C++ 變量生命周期、棧分配方式、類內存布局、Debug和Release程序的區別（二）