c/c++内存管理
1.内存划分
计算机的内存可以简单划分为
- 内核空间：操作系统内核使用的一部分内存
- 栈：又叫堆栈--非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的
- 内存映射段：是高效的I/O映射方式，用于装载一个共享的动态内存库
- 堆：用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的
- 数据段：存储全局数据和静态数据
- 代码段 ：可执行的代码/只读常量
分析一下下面的代码各名称、元素存放在内存的哪个位置
int globalVar = 1;
static int staticGlobalVar = 1;
void Test()
{
static int staticVar = 1;
int localVar = 1;
int num1[10] = {1, 2, 3, 4};
char char2[] = "abcd";
char* pChar3 = "abcd";
int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof (int)*4);
int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));
int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int)*4);
free (ptr1);
free (ptr3);
}
2.c语言内存管理的方式
malloc / calloc / realloc / free
void Test ()
{
int* p1 = (int*)malloc(4 * sizeof(int));
int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int));
int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10);
free(p1);
free(p3);
}
3.C++内存管理方式
C语言内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方使用起来比较麻烦，因 此C++又提出了自己的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理
1.new/delete操作内置类型
void Test()
{
// 动态申请一个int类型的空间
int* ptr4 = new int;
// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
int* ptr5 = new int(10);
// 动态申请10个int类型的空间
int* ptr6 = new int[3];
delete ptr4;
delete ptr5;
delete[] ptr6;
}
new和delete操作符匹配使用、 new[]和delete[]需要匹配使用，不可乱匹配
2.new和delete操作自定义类型
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a = 0)
: _a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}
~A()
{
cout << "~A():" << this << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
// new/delete 和 malloc/free最大区别是 new/delete对于【自定义类型】除了开空间还会调用构造函数和析构函数
A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
A* p2 = new A(1);
free(p1);
delete p2;
// 内置类型是几乎是一样的
int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // C
int* p4 = new int;
free(p3);
delete p4;
A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A) * 10);
A* p6 = new A[10];
free(p5);
delete[] p6;
return 0;
}
4.operator new与operator delete函数
new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符，operator new 和operator delete是 系统提供的全局函数，new在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete在底层通过 operator delete全局函数来释放空间
operator new函数通过malloc来申请空间，当malloc申请空间成功时直接返回，申请空间失败，尝试执行空间不足应对措施，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否则抛异常
operator delete:函数最终是通过free来释放空间的
5.定位new表达式(placement-new)
定位new表达式是在已分配的原始内存空间中调用构造函数初始化一个对象
使用格式： new (place_address) type或者new (place_address) type(initializer-list)
place_address必须是一个指针，initializer-list是类型的初始化列表
使用场景：定位new表达式在实际中一般是配合内存池使用。因为内存池分配出的内存没有初始化，所以如 果是自定义类型的对象，需要使用new的定义表达式进行显示调构造函数进行初始化
class A
{
public:
A(int a = 0)
: _a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}
~A()
{
}
cout << "~A():" << this << endl;
private:
int _a;
};
// 定位new/replacement new
int main()
{
// p1现在指向的只不过是与A对象相同大小的一段空间，还不能算是一个对象
// 因为构造函数没有执行
A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
new(p1)A; //注意：如果A类的构造函数有参数时，此处需要传参
p1->~A();
free(p1)
A* p2 = (A*)operator new(sizeof(A));
new(p2)A(10);
p2->~A();
operator delete(p2);
return 0;
}
6.malloc/free和new/delete的区别
malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。不同的地 方是：
- malloc和free是函数，new和delete是操作符
- malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
- malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可， 如果是多个对象，[]中指定对象个数即可
- malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类
- malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需 要捕获异常
- 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new 在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成 空间中资源的清理释放
原文地址：https://blog.csdn.net/2302_81258662/article/details/143722819
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