面试题：C++中堆和栈内存管理在变量生命周期方面的区别

Question

请详细阐述C++中堆内存和栈内存管理时，变量生命周期是如何确定和受影响的，分别举例说明栈上局部变量和堆上通过new分配变量的生命周期情况。

Answer 1

栈内存管理与变量生命周期

1. 确定方式：栈上的局部变量生命周期从变量声明处开始，到其所在代码块结束时结束。当进入一个函数或代码块时，系统会在栈上为局部变量分配内存空间，当离开该函数或代码块时，栈上为这些局部变量分配的空间会自动被释放。
2. 受影响因素：主要受代码块作用域影响。若在函数内部嵌套代码块，局部变量在嵌套代码块内有效，离开嵌套代码块即失效。例如：

void testStack() {
    {
        int localVar = 10; // 变量localVar在这个内部代码块开始其生命周期
        std::cout << localVar << std::endl; 
    } // 离开这个内部代码块，localVar生命周期结束，内存被自动回收
    // std::cout << localVar << std::endl; 这里访问localVar会报错，因为它已不存在
}

堆内存管理与变量生命周期

1. 确定方式：通过new运算符在堆上分配的变量，其生命周期从new表达式执行时开始，直到使用delete运算符显式释放该内存时结束。
2. 受影响因素：依赖于程序员何时调用delete操作。如果没有及时调用delete，会导致内存泄漏。例如：

void testHeap() {
    int* heapVar = new int(20); // 变量heapVar在堆上分配内存，开始其生命周期
    std::cout << *heapVar << std::endl; 
    delete heapVar; // 显式释放堆内存，heapVar生命周期结束
    // std::cout << *heapVar << std::endl; 这里访问heapVar会出错，因为内存已被释放
}

如果在上述代码中没有delete heapVar;这一行，heapVar指向的内存将一直存在，直到程序结束，造成内存泄漏。