文章目录
- 前言
- 后记
前言
本文将讲述C++内存管理的相关知识。
持续更新中~
1. C/C++内存分布
我们由问题来引出话题。
首先，先来看一下这段代码：
int globalVar = 1;
static int staticGlobalVar = 1;
void Test()
{
static int staticVar = 1;
int localVar = 1;
int num1[10] = { 1, 2, 3, 4 };
char char2[] = "abcd";
const char* pChar3 = "abcd";
int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));
int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 4);
free(ptr1);
free(ptr3);
}
请回答下列问题：
是不是对你来说有那么点挑战，有几个还不确定？
我讲述一下易错的几个点：
-
选择题
下面字符串的判断容易搞混，char2和*char2是字符数组，是在栈上的。
pCharp是指向常量区的一个指针，指向“abcd”，
解引用的*pChar也就是“abcd”就在常量区
ptr1是指针哦，注意分辨，它申请的空间是在堆上面的
所以*ptr1就是在堆上
-
填空题
数组num1开辟了十个空间哦，注意看它中括号里面的值，如果一个数组定义时，中括号里面没有值，就只看后面花括号内的值。
字符串大小判断需要记得还有一个‘\0’隐藏起来了，使用sizeof时‘\0’也会算在结果中的，而strlen则不管‘\0’，只算’\0’前面的字符。
还要注意的是，求大小的是“指针”还是“字符串or数组”？
是指针则根据环境的不同，它的大小是4 or 8
以下就是答案了
图示：
- 栈又叫堆栈–非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的。
- 内存映射段是高效的I/O映射方式，用于装载一个动态内存库。用户可使用系统接口创建共享内存，做进程间通信。（之后会在linux中讲的）
- 堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以向上增长的。
- 数据段–存储全局数据和静态数据。
- 代码段–可执行的代码/只读常量
小结：这一个知识点，我们配合题目，解析，图示很容易理解的，记住就好。
2. C语言中动态内存管理方式
看下面代码：
思考注释中的问题
void Test ()
{
int* p1 = (int*) malloc(sizeof(int));
free(p1);
// 1.malloc/calloc/realloc的区别是什么？
int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int));
int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10);
// 这里需要free(p2)吗？
free(p3 );
}
我相信只要你学过c语言都不会对它们陌生的，我就来帮你总结一下它们。
拓展：
3. C++中动态内存管理
3.1 new/delete操作内置类型
看下面代码：
注释中就是new/delete的使用方法
void Test()
{
// 动态申请一个int类型的空间
int* ptr4 = new int;
// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
int* ptr5 = new int(10);
// 动态申请10个int类型的空间
int* ptr6 = new int[3];
delete ptr4;
delete ptr5;
delete[] ptr6;
}
图示：
3.2 new和delete操作自定义类型
看下面代码：
class A
{
public:
A(int a = 0)
: _a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}
~A()
{
cout << "~A():" << this << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
// new/delete 和 malloc/free最大区别是 new/delete对于【自定义类型】除了开空间还会调用构造函数和析构函数
A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));//C
//1、堆上申请空间 2、调用构造函数初始化
A* p2 = new A(1);
free(p1);//C
// 1、调用析构函数清理对象中资源 2、释放空间
delete p2;
// 内置类型是几乎是一样的
int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // C
int* p4 = new int;
free(p3);//C
delete p4;
A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A)*10);//C
A* p6 = new A[10];
free(p5);
delete[] p6;
//在C++11中还有一种初始化的方式，先了解即可，之后会再讲的
A* p7 = new A[2]{1,2};
A* p8 = new A[2]{ A(1), A(2) };
delete[] p7;
delete[] p8;
return 0;
}
//结论：new/delete 是为自定义类型准备的。
// 不仅在堆中申请出来，还会调用构造和析构初始化和清理
4. operator new与operator delete函数
4.1 operator new与operator delete函数（重点）
void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{
// 尝试分配size大小字节
void *p;
while ((p = malloc(size)) == 0)
if (_callnewh(size) == 0)
{
// report no memory
// 如果申请内存失败了，这里会抛出bad_alloc 类型异常
static const std::bad_alloc nomem;
_RAISE(nomem);
}
return (p);
}
void operator delete(void *pUserData)
{
_CrtMemBlockHeader * pHead;
RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
if (pUserData == NULL)
return;
_mlock(_HEAP_LOCK); /* 释放其他线程 */
__TRY
/* 获取指向内存块首地址的指针 */
pHead = pHdr(pUserData);
/* 验证块类型 */
_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
_free_dbg( pUserData, pHead->nBlockUse );
__FINALLY
_munlock(_HEAP_LOCK); /* 释放其他线程 */
__END_TRY_FINALLY
return;
}
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)
5. new和delete的实现原理
5.1 内置类型
5.2 自定义类型
6. 定位new表达式(placement-new)（了解即可）
class A
{
public:
A(int a = 0)
: _a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}
~A()
{
cout << "~A():" << this << endl;
}
private:
int _a;
};
// 定位new/replacement new
int main()
{
// p1现在指向的只不过是与A对象相同大小的一段空间，还不能算是一个对象，因为构造函数没有执行
A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
new(p1)A; // 注意：如果A类的构造函数有参数时，此处需要传参
p1->~A();
free(p1);
A* p2 = (A*)operator new(sizeof(A));
new(p2)A(10);
p2->~A();
operator delete(p2);
return 0;
}
7. 常见面试题
7.1 malloc/free和new/delete的区别
7.2 内存泄露
7.2.1 什么是内存泄漏，内存泄漏的危害
void MemoryLeaks()
{
// 1.内存申请了忘记释放
int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));
int* p2 = new int;
// 2.异常安全问题
int* p3 = new int[10];
Func(); // 这里Func函数抛异常导致 delete[] p3未执行，p3没被释放.
delete[] p3;
}
7.2.2 内存泄漏分类（了解即可）
7.2.3 如何检测内存泄漏（了解即可）
int main()
{
int* p = new int[10];
// 将该函数放在main函数之后，每次程序退出的时候就会检测是否存在内存泄漏
_CrtDumpMemoryLeaks();
return 0;
}
// 程序退出后，在输出窗口中可以检测到泄漏了多少字节，但是没有具体的位置
Detected memory leaks!
Dumping objects ->
{79} normal block at 0x00EC5FB8, 40 bytes long.
Data: < > CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD
Object dump complete.
7.2.4如何避免内存泄漏
后记
我已经快一个没有更新了，前段时间是期中考试四门专业课有点忙，今后继续保持记录和输出，我还会开一个刷题专栏，感谢大家支持！！！
respect！
下篇见！
