c/c++内存管理

2022-05-28 c++

目录

1. C/C++内存分布
2. malloc真正申请的空间
3. C++中动态内存管理
4.new的实现原理
5.delete的实现原理
6.new操作符 & 操作符new & 定位new
7.malloc/free和new/delete的区别

1. C/C++内存分布

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将内存空间划分为不同的区域，操作系统方便对内存空间进行管理

2. malloc真正申请的空间

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3. C++中动态内存管理

在C+ +中，仍旧可以继续使用malloc/calloc/realloc从堆上动态申请空间，使用完成之后用free来释放，因为: C+ +兼容C语言
但有些地方就无能为力而且使用起来比较麻烦，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。
3.1 new/delete操作内置类型
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在c++中，动态内存空间申请和释放时，一定要匹配
- malloc/calloc/realloc-->free
- new-->delete
- new[ ]-->delete[ ]
- 否则，可能会存在内泄露或者存在程序崩溃
  - 反例：
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  - 内存泄露是一种现象，当内存泄漏很少时，程序并没有收到影响，当内存泄露达到一定量时，就有可能导致程序的崩溃。
  - 结论:对于内置类型，是否完全匹配，并不会造成内存泄漏或者程序崩溃的后果
  - 建议在使用时还是匹配起来，养成一个良好的习惯
- _CrtDumpMemoryLeaks():是windows操作系统提供一个api函数,用来简单进行内存泄漏检测,该函数会报出内存泄露了多少字节，再没有其他详细的信息。
  - 例子：
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- 对于自定义类型，不匹配则崩溃
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  - 【c/c++内存管理】
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- 构造函数只是给对象进行初始化，并没有开辟空间，如果是在栈上，编译器会开辟空间，如果再堆上，new来开辟。析构函数只负责将对象中的资源释放，并不会去释放对象的空间。
- 为什么C++语言在设计的时候:不让malloc申请空间之后调用构造函数呢?让free释放空间时调用析构函数呢?
- 因为: malloc和free是C语言标准库中的函数
- 反例：
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4.new的实现原理

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new连续空间
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5.delete的实现原理

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delete连续空间
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6.new操作符 & 操作符new & 定位new

new操作符--->用来申请空间的new关键字，T* pt=newT;
操作符new--->是一一个函数,比如:void* operator new(size_ t size)
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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。
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7.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/释放空间，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

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