C++ 内存管理

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C++ 内存管理
前言
一、C/C++ 内存管理

前言

C++兼容C的大多数语法，malloc/calloc/free 在C++也可以继续使用，但是一些场景下无法满足需求，于是提供了new/delete 操作符进行动态内存管理。

一、C/C++ 内存管理

new/delete 操作自类型

对于操作自定义类型，用malloc或者new申请空间没什么区别，都不会对所申请的内存空间初始化。但malloc需要手动给出所申请空间大小，还需要手动强转，没有new方便。

	//malloc申请10个int大小内存
	int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	//free释放
	free(ptr1);

	//new申请10个int大小内存
	int* ptr2 = new int[10];
	//delete[] 释放
	delete[] ptr2;

new/delete 操作自定义类型

对于操作自定义类型，malloc只申请了空间，并没有对空间进行初始化，free也仅仅释放了空间。new不仅仅申请了空间，还调用了其默认构造初始化 (如果不提供默认构造，则无法通过编译，编译器提供的默认无参构造，我们手动给出的无参构造，参数列表全缺省的构造，都为默认构造) 。delete时，也调用了其析构函数对其进行资源释放。
在这里插入图片描述

class Person
{
public:

	Person(string name = "张三", int age = 11):_name(name),_age(age) {}

private:
	string _name;
	int _age;
};

int main()
{
	Person* p1 = (Person*)malloc(sizeof(Person) * 10);
	Person* p2 = new Person[10];

	delete[] p2;
	free(p1);
}

注意点：

malloc/free 和 new/delete 一定要成对使用，混合着用很容易引起程序奔溃或者内存泄露，虽然在某些情况不会有问题。

	int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	delete ptr1; // 对于内置类型，正常释放，也不会有内存泄露，不建议这样用

new/delete 底层原理

operator new/operator delete 全局函数

new在底层了调用了operrator new这个全局函数，其底层其实也是调用了malloc申请堆空间，但其对申请空间失败的处理与malloc不同，malloc申请失败返回null，new申请失败则会以抛异常的方式处理。

operator delete 底层也是对free的封装。

在这里插入图片描述

new 一共做了两件事，1. 调用operator new申请空间 2. 调用了析构函数。

在这里插入图片描述

delete 1. 调用析构函数释放资源，2. operator delete释放空间
在这里插入图片描述

我们也可以手动调用operator new /delete 申请，释放空间，其使用方式和malloc free相同。

	Person* p2 = (Person*)operator new(sizeof(Person) * 10);
	operator delete(p2);

operator new[] / operator delete[]

operator new[] 底层调用operator new 完成N个对象的空间申请，还调用了N次构造函数对所申请空间完成初始化。

operator delete[] 对所要释放空间调用N次析构函数释放对象的资源，底层调用operator delete完成释放。

定位new (replacement-new)

定位new的作用是在已申请的空间上调用构造函数初始化对象。

	//malloc只空间，没有完成初始化
	Person* p1 = (Person*)malloc(sizeof(Person));
	//在已经申请的空间上调用构造函数进行初始化
	new(p1)Person("李四",22);

	Person* p2 = (Person*)malloc(sizeof(Person) * 3);
	for (int i = 0; i < 3; i++)
		new(p2 + i) Person(pArr1[i]); //调用拷贝构造对其初始化