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：

#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。

相关分析的博文已经写好：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（二）