四区的理解

注：如果读者学习过c++代码，编者推荐直接通过目录找到最后一个“利用c++代码对四区和代码编写运行过程进行梳理”进行阅读

代码编写整体过程的梳理

1. 程序员先写代码，在未进行编译时，这些代码最初是以人类可读的文本形式存储在文件系统中的，通常是保存在源代码文件中，如.c、.cpp、.java等文件。这些源代码文件包含了程序员编写的程序代码、注释、宏定义等内容。
2. 在进行编译时生成obj文件时，生成exe文件前，编译器介入，将源代码转化为二进制的类型，此时操作系统会划分出代码区和全局区的目标文件阶段（并不是真正的全局区）来来存储这些转化的二进制数据，但是这时全局区虽然不存在，但编译器会处理源代码中的全局变量和静态变量，为它们分配相应的空间（在obj文件的某个部分，这刻于看作全局区的前身，或是说全局区在目标文件的表示）链接器会将多个obj文件（以及可能的其他库文件）链接成一个可执行文件，在这个过程中才会确定全局变量和静态变量在内存中的实际位置（即全局区的具体位置）。
3. 在exe文件执行时，栈区和堆区出现了。
4. exe文件结束后，一些数据内存会被释放，一些内存因为需要持久保存，程序员通过编程逻辑来命令系统创建一些文件，这些数据就会被写入到文件中（可以是文本文件、二进制文件、数据库文件等，具体取决于程序的逻辑和设计）

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有关四区的理解

1.在生成exe文件前，只有代码区（全局区在物理内存中确实不存在）
代码区：储存二进制代码，只读特点
包括有函数体的二进制代码，源代码
存储所有可执行指令（函数编译后的机器码）
temp：C++特性关联：虚函数、模板、内联函数等高级特性均依赖代码区的统一管理

2.在生成obj文件时，编译器会处理全局变量和静态变量，将他们存储在obj文件的某个部分，是全局区的前身
生成exe文件时，全局区才确定
全局区：存储静态变量和全局变量，其生命周期和程序一样

3.在exe文件执行时，才会有栈区和堆区。
栈区的内存生成释放管理是由编译器来完成的
栈区：存储局部变量，函数参数，返回地址（是函数声明后，下一条紧接着要执行指令的的地址），其他临时数据。
特点是后进先出。

4.堆区是由程序员在程序执行时动态分配的，需要程序员手动释放。
堆区：存储动态分配对象，大型数据结构（链表，树，图），需要长期保存的数据（长时间保存，甚至跨越多个函数调用，适合在堆区分配内存）
内存分配和释放没有固定的顺序

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利用c++代码对四区和代码编写运行过程进行梳理

下面选取c++编写的代码进行形象化讨论：

//=== 预处理指令（代码区） ===
#include    // 代码区：预处理器展开后的库代码
#define MAX_VALUE 100 // 代码区：宏定义

//=== 全局变量（全局区） ===
int globalVar = 42;   // 全局区：程序生命周期内存在

//=== 类定义（代码区） ===
class Base {          // 代码区：类定义（虚函数表指针在此类结构中）
public:
    virtual void show() { // 代码区：虚函数表指针指向此函数
        std::cout << "Base::show()" << std::endl;
    }
    static int s_count; // 全局区：静态成员变量（声明）
    int m_data;         // 非静态成员变量（随对象存在堆/栈）
};

//=== 静态成员初始化（全局区） ===
int Base::s_count = 0; // 全局区：静态成员实际存储位置

//=== 菱形继承结构 ===
class A : virtual public Base {  // 虚继承（解决菱形继承问题）
public:
    void show() override { 
        std::cout << "A::show()" << std::endl; 
    }
};

class B : virtual public Base {  // 虚继承
public:
    void show() override { 
        std::cout << "B::show()" << std::endl; 
    }
};

class Derived : public A, public B { // 菱形继承
public:
    void show() override { 
        std::cout << "Derived::show()" << std::endl; 
    }
};

//=== 函数定义（代码区） ===
int main() {
    //=== 栈区对象 ===
    Base stackObj;           // 栈区：对象内存（含虚表指针）
    stackObj.m_data = 10;     // 栈区：非静态成员数据

    //=== 堆区对象 ===
    Base* heapObj = new Derived(); // 堆区：对象内存（含虚表指针）
    heapObj->show();          // 通过虚表指针找到代码区函数

    //=== 静态成员访问 ===
    Base::s_count++;         // 全局区：静态成员变量

    //=== 动态内存操作 ===
    int* dynamicArray = new int[MAX_VALUE]; // 堆区：动态分配的内存
    delete[] dynamicArray;
    
    delete heapObj;
    return 0;
}

下面我将进行对从敲代码到代码运行整个历程进行说明：（这里先说明一下根据操作系统的内存管理这四个区域是相互独立的）

1. 我们在编译器中敲写代码，整个代码（包括注释，宏定义等等）是将会被保存在源文件中的（.cpp和.h等等）。
2. 接着只有当程序员进行了编译相关的指令（不进行编译指令的代码文件只是将代码持久化存储到磁盘，而代码的翻译需要程序员主动触发编译命令才会开始）。
3. 首先是预处理，头文件和宏定义（例如上述代码中的#include 和 #define）会被替换为可读的代码文本集成为一个.i文件，在默认情况下是和其他的源文件并列在一个目录中的。
4. 接下来就是进行编译了，编译器将处理后的代码翻译成汇编代码（.s文件）
5. 然后就是汇编代码转化为二进制目标文件（.obj文件）,注意这时操作系统会划分出代码区和全局区的目标文件阶段（可以看作是全局区的前身），这时全局区虽然不存在但是仍会为静态变量（上述的static int s_count等）和全局变量（int globalVar = 42）分配相应的空间，而代码区确实是存在的，大部分的预处理命令（上述的#include 和 #define），类的定义（上述的class base），虚基表（在使用虚继承来解决菱形继承时）和虚函数表（在使用虚函数时会产生虚函数表，在基类的结构中，其中的虚函数指针指向基类中的虚函数），**函数体代码（只要不是其他四区的内容都属于函数体代码，例如cout等等）**都是在代码区中存储的。
6. 紧接着是.exe文件执行时，栈和堆区出现了，栈区存储对象（上述Base stackObj），指针（包括虚函数表指针）等。堆区存储由程序员动态分配的所有（上述Base * heapObj = new Derived()，注：实例对象是会包括虚函数表指针的，该指针也在堆区内。）