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[C++知识库]C/C++内存管理

?

目录

1. C/C++内存分布?编辑

2. C++内存管理方式

2.1new/delete操作内置类型

3. operator new与operator delete函数

4. new和delete的实现原理

4.1 内置类型

4.2 自定义类型

5. 定位new表达式(placement-new)??

6.?malloc/free和new/delete的区别


1. C/C++内存分布

【说明】
1. 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共享内存,做进程间通信。(Linux课程如果没学到这块,现在只需要了解一下)
3. 用于程序运行时动态内存分配,堆是可以上增长的。
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。

2. C++内存管理方式

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。

2.1new/delete操作内置类型

void Test()
{
	int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));
	int* p2 = new int;

	//申请5个int的数组
	int* p3 = new int[5];

	//申请1个int对象,初始化为5
	int* p4 = new int(5);

	//c++11支持new[]用{}初始化
	int* p5 = new int[5]{ 1,2,3 };

	free(p1);
	delete p2;
	delete[]p3;
	delete p4;
	delete[]p5;
}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}

?

?注意:

1.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[]

2.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。

3.针对内置类型,free/delete和malloc/free无本质区别,仅用法不同,new/delete用法简化。

new/delete,new[]/delete[]一定要匹配使用,否则可能出现问题。

结论:new/delete是为自定义类型准备的,不仅申请出来,还调用构造函数和析构函数分别初始化和清理。

new失败不需要检查返回值,它的失败是抛异常。

3. 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
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,operator delete 最终是通过free来释放空间的。

new->operator new+构造函数

默认情况下,operator new使用全局库里面

每个类可以实现自己专属的operator new,new这个类对象,它就会调用自己实现这个operator new。

4. new和delete的实现原理

4.1 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。

4.2 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
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?

5. 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

6.?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,
如果是多个对象,[]中指定对象个数即可
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

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加:2022-09-15 01:47:57  更:2022-09-15 01:49:14 
 
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