关于内存方面的内容在学习C语言部分时了解了一些下面简单的回顾一下。

目录

C/C++内存分布

C语言中动态内存管理方式

C++内存管理方式

new和delete的实现原理

内存泄露问题

C/C++内存分布

帮经常写的一些代码找到属于他们的“家”

分析

小总结

■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

创建共享共享内存做进程间通信。

■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（静态区 存储全局数据和静态数据。

■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

动态内存管理_Bug程序员小张的博客-CSDN博客_bug程序员小张动态内存开辟https://blog.csdn.net/weixin_59351791/article/details/127058723?spm=1001.2014.3001.5502

C++内存管理方式

使用new和delete操作符进行动态内存管理。区别于malloc/freenew和delete是两个操作符并不是函数。

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 main()
{
	//动态申请一个int类型的空间
	int* arr1 = new int;
	//申请空间并且初始化
	int* arr2 = new int(10);
	//申请多块空间
	int* arr3 = new int[10];
	//申请多块空间并且初始化
	int* arr4 = new int[5]{1,2,3,4,5};
	//释放空间
	delete arr1;
	delete arr2;
	delete[] arr3;
	delete[] arr4;
	return 0;
}

空间申请

 

空间释放

注意new/delete 和 new[]/delete[]最好要匹配起来使用避免错误的发生在上述调试的过程中可以发现使用new操作符申请空间并没有初始化需要手动完成初始化。

■new/delete使用语法分析

 ■new/delete申请释放空间和malloc/free相比对于自定义类型而言除了申请空间还会调用它们的构造函数、析构函数

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		: _a(a)
	{
		cout << "A():调用构造"<< endl;
    }  
	~A()
	{
		cout << "~A():调用析构"<< endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	//自定义类型
	A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
	if (p1 == nullptr)
	{
		perror("malloc fail:");
		exit(-1);
	}
	A* p2 = new A(100);
	free(p1);
	delete p2;
	
	return 0;
}

空间申请用new操作符申请空间调用了自定义类型的构造函数。

 空间释放用delete操作符释放调用了自定义类型的析构函数。

小总结对于内置类型两种空间的申请方法效果几乎是一样的。对于自定义类型new  /delete会调用其构造和析构。

★提问时间malloc/free和 new/delete 的区别？

答

相同点都是从堆上申请空间需要手动释放否则会出现内存泄露的问题。

不同点

1.malloc和free是库里的两个函数而new和delete是两个操作符。

2.malloc和new申请空间默认都是不初始化的new可以手动初始化。

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。 如果是多个对象[]中指定对象个数

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

5.申请失败的返回机制不同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。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。

new和delete的实现原理

先来介绍下operator new 和operator delete它们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 实际也是通过malloc来申请空间如果malloc申请空间成功就直接返回否则执行用户提供的空间不足应对措施如果用户提措施就继续申请否则就抛异常。operator delete最终是通过free来释放空间的。

---

■内置类型

new 和 malloc delete 和free基本类似不同点是malloc是 向内存申请一块连续可用size个字节大小的空间, 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 。 new在申请空间失败时会抛异常malloc 会返回 NULL 。

malloc:

int main()
{
	while (1)
	{
		// malloc申请空间失败 会返回空指针
		int* p1 = (int*)malloc(1024*1024);
		if (p1)
		{
			cout << p1 << endl;
		}
		else
		{
			cout << "申请失败" << endl;
			break;
		}
	}
	
	return 0;
}

new:申请空间失败返回的不是空指针

int main()
{
	while (1)
	{
		//new申请空间失败返回的不是空指针
		int* p1 = new int[1024 * 1024];
		if (p1)
		{
			cout << p1 << endl;
		}
		else
		{
			cout << "申请失败" << endl;
			break;
		}
	}

	return 0;
}

 new在申请空间失败会抛异常这里先不谈了解这个机制即可。

■自定义类型

★new的原理

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。

测试代码

class Date
{
public:
	Date(int year = 1,int month = 1,int day = 1)
		:_year(year)
		,_month(month)
		,_day(day)
	{
		cout << "Date():调用构造" << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date():调用析构" << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date* d1 = new Date(2001, 10, 3);

	delete d1;
	return 0;
}

汇编代码

 通过对汇编代码的观察 new在底层调用operator new全局函数来申请空间并且执调用了构造函数。但是从汇编代码上看,调用delete并不像operator new一样直接调用析构函数和operator delete函数而是调用了析构代理函数来完成operator delete的功能。之所以这样是因为某些情况下要释放的对象可能不止一个。

★new[]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。

内存泄露问题

内存泄露是指我们失去了对一块空间的控制。比如说申请的空间忘记释放这一举动就会造成了内存泄露内存泄露并不是指内存在物理上消失而是因为程序设计的失误倒置失去了对某块空间的控制权从而造成了空间的浪费

int main()
{
	//内存申请,没有释放
	int* ret1 = (int*)malloc(sizeof(int));
	int* ret2 = new int;
	return 0;
}

■内存泄漏的危害长期运行的程序出现内存泄漏影响很大如操作系统、后台服务等等出现 内存泄漏会导致响应越来越慢最终卡死。

画重点做一个合格的“键盘侠”不要写出内存泄露的程序哦