C++内存管理【new 和 delete 关键字】笔记

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一、内存管理

• 内存分布：

  栈 -> 局部变量，形参，常变量;

  堆 -> 动态申请的空间;

  数据段（静态区）-> static静态变量, 全局变量;

  代码段（常量区）-> 字面量，字符串。

• 解释变量存在哪里？

  int globalVar = 1;// 全局变量，存在静态区
  static int staticGlobalVar = 1;// 静态全局变量，静态区
  
  void Test()
  {
  static int staticvar = 1;// 静态局部变量，静态区
  int localvar = 1;//局部变量， 栈区
  int num1[10] = { 1,2,3,4 };//局部变量，栈区
  
  char char2[] = "abcd";// 局部变量，栈区。-> "abcd" 存在常量区，char2 拷贝字符串数据到栈区。
  // *char2 是字符‘a’，也存在栈区。
  const char* pChar3 = "abcd";// const 修饰的常变量，pChar3存在栈区，指向常量区的字符串。
  // *pChar3 是字符串"abcd", 在常量区。
  int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);// ptr1 是存储在栈上的局部变量，存储堆区的地址。
  // *ptr1 动态开辟的地址，在堆区。
  
  int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));// 开辟4个int类型的空间，并初始化为0。
  int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 4);// 动态扩容，调整空间大小（后面内存足够->原地扩，不够->异地扩）
  free(ptr1);
  free(ptr3);// 一旦使用realloc, 原来地址ptr2 已经被free()了，不能在使用，也不能在free()。
  }
  

二、C++内存管理

(1) new 和delete 关键字

关键字要匹配

• new int -> delete
• new int[10] -> delete[]

int main()
{
// 动态申请一个int类型的空间，默认随机值，不会初始化。
int* p1 = new int;

// 动态申请一个int类型的空间，并初始化
int* p2 = new int(10);

// 动态申请10个int类型的空间
int* p3 = new int[10];
// 动态申请10个int类型的空间
int* p4 = new int[10] {10, 9, 8, 7};

// 释放空间
delete p1;
delete p2;

// 释放连续的空间
delete[] p3;
delete[] p4;

return 0;
}

(2) 类成员的new 和 delete

class A
{
public:
A(int a=0)
:_a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}

~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
    
private:
int _a;
};

int main()
{
// 动态开辟一个自定义类型 A 空间。-> 调用构造函数
A* p1 = new A(10);
delete p1;// 释放空间 -> 调用析构函数

A* p2 = new A[10]{ 1,2,3,4,5,6,7,8 };
delete[] p2;

return 0;
}

• new/delete 和 malloc/free 最大的区别是：new/delete 对于【自定义类型】除了开空间外，还会调用构造函数和析构函数
• 在动态申请空间时，new 调用构造，delete 调用析构。malloc和free不会。

(3) 底层原理(operator new 和 operator delete)

• new 调用 operator new + 构造
  • operator new 调用 malloc()
  • 相当于new封装operator new, operator new 封装 malloc()
  • new 的底层仍然是 malloc()函数
• new Type[N] 调用 operator new Type[N]
  • operator new Type[N] 调用 operator new + N次构造
  • operator new 调用 malloc()
• delete 调用 operator delete + 析构
  • operator delete 调用 free()
• C++中 new 动态开辟失败, 使用try{}catch(exception& e){} 捕获异常

try
{
function();
}
catch (const exception& e)
{
    cout << "e.what()" << endl;
}

**总结：**new 最终还是调用malloc()实现； delete 最终调用free() 实现。

new -> operator new -> malloc()

delete -> operator delete -> free()

三、自定义类型多开4字节空间存储对象个数

A* p1 = new A[10];

• 在显示写了析构函数的情况下：

  • new 开辟了44字节空间，多的4字节空间存储对象的个数，用来对p1 释放空间时 使用。

  •   /*
      ______________________________
      |__4Byte__|_____40Byte_______|
      /|\ /|\
       |  |
       |  p1指向位置
       |
       实际开空间位置
      */
    

• 不显示写析构函数，不会多开辟4字节空间。

• 对于内置类型，也不多开辟空间。

四、内存池

池转换技术， 线程池， 连接池…

原文地址：https://blog.csdn.net/m0_66434421/article/details/136358455

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