[C++知识库]【从小白到大白05】c和c++内存管理

c和c++内存管理

1.栈又称堆栈—存放非静态局部变量、函数参数、返回值等等，另外栈是向下增长的。

函数调用时创建，函数结束即销毁。（即用即取）

2.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，用户可以使用系统接口

创建共享内存，做到进程中通信。

3.堆—用于程序运行时动态内存分配，另外堆是向上增长的。

4.数据段—用于存储全局数据和静态数据

**5.代码段—可执行代码或只读变量。**然而平时咱们敲的代码（在编译器上）是存在文件里（磁盘）。–这里别搞混啦！

代码在电脑上跑起来时会生成一个.exe文件，运行它时会形成进程，进程会向操作系统申请虚拟进程内存空间。原先在32位操作系统下的32位程序：指针大小为4byte，那么虚拟进程内存空间大约为4G（2^{32byte）；而到后来的科技发展到32位操作系统已经满足不了人们的需求，则又有了现在广泛运用的64位操作系统下的64位程序：指针为8byte，那么虚拟进程内存空间大约为2}32*4G(2^64byte)

【1G=1024MB=1024*1024KB=1024 *1024 *1024byte约等于2^30byte】

第一个空间—（0x00000000）—空指针

c++内存管理方式

new/delete操作内置类型

new申请动态空间

delete释放空间

int main()
{
	int* ptr1 = new int;//动态申请一块int类型的空间--没有初始化
	delete ptr1;
	int* ptr2 = new int(1);//动态申请一块int类型的空间--初始化为1
	delete ptr2;
	int* ptr3 = new int[10];//动态深10块int类型空间--没有初始化
	delete ptr3;
	int* ptr4 = new int[10]{ 1,2,3,4,5 };
	动态深10块int类型空间--初始化为1，2，3，4，5其余自动初始化为0
	delete ptr4;
	return 0;
}

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

注意：new和delete必须要配对出现！

第一种情况：我new了一个自定义类型，然而delete了一组自定义类型—没有报错然而死循环了！

第二种情况：我new了一个自定义类型，然而delete了一组自定义类型，但是我把析构函数屏蔽掉了—没有报错正常运行！

第三种情况：我new了一个自定义类型，然而free了一个自定义类型—没有报错正常运行！

但是你并不知道在不报错的时候会发生什么，比如内存泄露等等

第三种情况：我new了10个对象，然而只delete一个对象—会报错

然而我把析构函数屏蔽掉则不会报错—正常运行！

所以我们在使用new和delete的时候一定要匹配阿！！！

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：该函数实际通过malloc来申请空间，当malloc申请空间成功时直接返回；申请空间失败则尝试执行空间不足应对措施，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否则抛异常。

operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的

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。

new[]和delete[]

前提：

new的原理：调用operator new函数申请空间；在申请空间上调用构造函数完成初始化；

delete的原理：在空间上调用析构函数完成对对象资源的清理；调用operator delete函数释放对象的空间

所以同样的也有：

new对象[N]的工作原理：newA [N]调用operator new[]函数，实际上operator new[]函数是调用了operator new函数完成N个对象的空间申请；在申请空间上调用N次构造函数完成N个对象的初始化；

delete[N]的工作原理：调用N次析构函数完成对对象资源的清理；delete[N]函数调用了operator delete[]函数，实际上是operator delete[]函数调用了operator delete函数来对对象释放空间；

这里贴一份代码后续要用到噢~

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "调用构造-A()" << endl;
	}

	~A()
	{
		cout << "调用析构函数-~A()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A* p2 = (A*)malloc(sizeof(A));
	if (p2 == nullptr)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	new (p2)A(1);
	p2->~A();
	free(p2);
	return 0;
}

定位new（placement-new）

定位new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。

定位new表达式：new（对象）构造函数（参数：用来初始化，不用初始化可以不写）

比如：new（p2)A(1)

总结以上

内存泄露

内存泄漏指：**因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况。**内存泄漏并不是指内存在物理上的消失，而是应用程序分配某段内存后，因为设计错误，失去了对该段内存的控制，因而造成了内存的浪费。（进程结束前泄露-对某块空间无法使用-比如失去指向这块内存的指针，进程结束后内存还给操作系统）

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。（不怕突然泄露，就怕不知不觉之间泄露小部分空间，长时间累积导致系统变卡顿-温水煮青蛙）

相当于我们生病，不怕急性病（当前医疗环境好的情况下），就怕慢性病（不知不觉就养成癌症），所以我们程序员要坚持每天运动，不要熬夜啦！

以上就是全部内容啦，如果有你对哪点不清晰或者有问题的话，请在评论下留言，我会尽我所能答复哒