C/C++的内存管理

时间:2022-05-23 Bitdancing 人气:0

C/C++内存分布

在这里插入图片描述

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);
}

习题

1. 选择题：
  选项: A.栈 B.堆 C.数据段(静态区) D.代码段(常量区)
  globalVar在哪里？__C__  staticGlobalVar在哪里？__C__
  staticVar在哪里？__C__  localVar在哪里？__A__
  num1 在哪里？__A__
  
  char2在哪里？__A__   *char2在哪里？_A__
  pChar3在哪里？_A___   *pChar3在哪里？__D__
  ptr1在哪里？__A__    *ptr1在哪里？__B__

2. 填空题：（32位程序）
  sizeof(num1) = __40__;  
  sizeof(char2) = __5__;   strlen(char2) = __4__;
  sizeof(pChar3) = __4__;   strlen(pChar3) = __4__;
  sizeof(ptr1) = __4__;

在这里插入图片描述

1.堆又叫堆栈，非静态局部变量、函数参数、返回值等等，栈是向下增长的。

2.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。用户可使用系统接口创建共享内存，做进程间通信。

3.堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以向上增长的。

4.数据段 – 存储全局数据和静态数据。

5.代码段 – 可执行的代码/只读常量

C语言中动态内存管理方式

malloc， calloc， realloc 的区别？

在这里插入图片描述

calloc 会初始化，相当于 malloc + memset，按字节初始化，空间每个字节都初始化为0。
realloc扩容，分为原地扩，异地扩。

C++ 内存管理方式

申请和释放单个元素的空间，使用new和delete操作符，申请和释放连续的空间，使用new[]和delete[]。

int* p1 = new int(5);

动态申请一个int空间，这块空间初始化为5.

int* p2 = new int[5];

动态申请5个int空间。

int* p3 = new int[5]{1,2,3,4,5};

给上初始值

new和delete操作自定义类型

在申请自定义类型的空间时，new 会调用构造函数， delete 会调用析构函数，而 malloc 与 free 不会。

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 :该函数通过 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，则就行申请，否则跑异常。
operator delete：该函数最终是通过free来释放空间的。

new和delete的实现原理

1.内置类型

如果申请的是内置类型的空间， new 和 malloc， delete和free基本类似，不同的地方是：new/delete申请和释放的是单个元素的空间。

new[] 和 delete[] 申请的是连续空间，而且new在申请空间失败时会抛异常， malloc 会返回 NULL。

2.自定义类型

new原理

1.调用 operator new 函数申请空间

2.在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造。

delete的原理

1.在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作。

2.调用 operator delete 函数释放对象的空间。

new T[N]的原理

1.调用operator new[]函数，在operator new[]中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申请

2.在申请的空间上执行N次构造函数

delete[]的原理

1.在释放的对象空间上执行N次析构函数，完成N个对象中资源的清理

2.调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间

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：

1.malloc和free是函数，new和delete是操作符

2.malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化

3.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

4.malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型

5.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

6.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

总结

本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注的更多内容!

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