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首先我们需要了解的是C/C中内存区域的划分#xff1a; 1. 栈又叫堆栈--非静态局部变量/函数参数/返回值等等#xff0c;栈是向下增长的#xff1a;先调用的地址比后调用的地址大。 2. 内存映射段是高效的I/O映射方式#xff0c;用于装载一个共享的动…内存分布
首先我们需要了解的是C/C中内存区域的划分 1. 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先调用的地址比后调用的地址大。 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。 3. 堆用于程序运行时动态内存分配堆是可以上增长的先调用的地址比后调用的地址小。 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。 当我们懂了内存分布可以尝试练习 是不是前面还算简单下面就写懵圈了 解析 char2是定义在栈上的它将在常量区的“abcd”拷贝的一份到数组中所以解引用(数组名是数组的首地址)还是是在栈上 pChar3是一个指向常量区的“abcd”的一个指针定义在栈上解引用后就是常量区的“abcd”所以解引用在常量区 ptr1定义在栈上但是malloc开辟的空间在堆上所以解引用是在堆上 栈和堆的区别 栈和堆的区别 栈由编译器自动分配并且出了作用域就释放一般存储函数的参数局部变量等。 堆由我们通过开辟的空间分配需要我们手动释放若程不释放则系统释放。 1、申请内存的方式: 栈由编译器自动分配如变量的声明的同时会开辟空间。 堆由程序员申请需要制定需要的大小动态分配。 2、系统响应的不同: 栈只要系统剩余空间大于申请内存系统就会提供否则程序会崩溃流栈溢出。 堆遍历空闲地址链表找到符合要求的就将该地址分配给程序内存的首地址记录分配的大小方便delete。 3、空间大小不同: 栈连续的编译时就确定的大小 堆不连续他的上限决定于系统中有效的虚拟内存。 4、执行效率的不同: 栈由系统分配速度快 堆程序员分配速度慢容易产生内存碎片需要多少开辟多少。 C语言中动态内存管理方式malloc/calloc/realloc/free malloc/calloc/realloc的区别 1.malloc和realloc分配好内存空间后不会对空间初始化calloc会对空间全部初始化为0. 2.参数不同malloc(需要开辟的大小)、calloc(需要开辟个数每个的大小)、realloc(原来的指针新的内存块大小)。 3.它们空间分配失败的返回值地址都为NULL 4.它们都需要free释放内存否则会造成内存泄漏等问题。 C内存管理方式 C语言内存管理方式在C中可以继续使用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。 new/delete操作内置类型 注意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。 #include iostream
using namespace std;class Stack
{
public:Stack(int capacity 4){cout 构造函数 endl;_capacity capacity;_a new int[_capacity];_top 0;}~Stack(){cout 析构函数 endl;delete[] _a;_a nullptr;_top 0;_capacity 0;}
private:int* _a;int _capacity;int _top;
};int main()
{Stack s1;//Stack* p1 new Stack;//1.new先开辟一个Stack大小的空间2.然后调用构造函数在开辟一个栈的空间//delete p1;//1.先释放构造函数开辟的空间2.再释放new开辟的Stack的空间//Stack* p2 (Stack*)operator new(sizeof(Stack));//没有去调用构造函数初始化//operator delete(p2);//没有去调用析构函数导致内存泄漏给栈开辟的空间没有释放//Stack* p3 new Stack[10];//这里开辟的空间会多开4个用于存放开辟的数量便于delete使用delete[] p3;//delete p3;//空间不能局部释放直接去释放Stack的空间前面还有用于记录数量的空间所以程序崩溃return 0;
}
操作自定义类型 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 class A
{
public:A(int a 0): _a(a){cout A(): this endl;}//~A()//{// cout ~A(): this endl;//}private:int _a;
};int main()
{A* p4 new A[10];//delete p4;//如果没有定义析构是不会出错因为编译器的优化认为不需要调用析构所以没有多开辟空间来记录开辟的个数free(p4);//同理return 0;
}
//通过上面两个程序的比较new/delete new[]/delete[] malloc/free 一定要配对使用否则结果是未定义注意 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[]注意new和delete匹配起来使用。 了解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。 void* __CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc) { // try to allocate size bytes 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); } 可以看到operator new 函数实际还是通过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。可以理解为为了解决C语言中将malloc失败的NULL设置为0导致一些特殊场景的错误所以将malloc进行封装了,对malloc失败进行异常抛出。 void operator delete(void* pUserData) { _CrtMemBlockHeader* pHead; RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0)); if (pUserData NULL) return; _mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */ __TRY /* get a pointer to memory block header */ pHead pHdr(pUserData); /* verify block type */ _ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead-nBlockUse)); _free_dbg(pUserData, pHead-nBlockUse); __FINALLY _munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */ __END_TRY_FINALLY return; } operator delete函数本质还是通过free来释放空间 通过上述两个全局函数的实现知道operator new 实际也是通过malloc来申请空间如果malloc申请空间成功就直接返回否则执行用户提供的空间不足应对措施如果用户提供该措施就继续申请否则就抛异常。operator delete 最终是通过free来释放空间的。 new和delete的实现原理
内置类型 如果申请的是内置类型的空间new和mallocdelete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。 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 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 class A
{
public:A(int a 0): _a(a){cout A(): this endl;}//~A()//{// cout ~A(): this endl;//}private:int _a;
};int main()
{A a1;//自动调用构造函数//构造函数可以显示调用吗A* p1 (A*)operator new(sizeof(A));//不能下面这样显示调用构造函数//p1-A(1);//但是可以用定位new显示调用构造函数new(p1)A(1);//析构函数就可以显示调用p1-~A();operator delete(p1);return 0;
}
特别需要理解malloc/free和new/delete的区别 malloc/free和new/delete: 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. 本人实力有限可能对一些地方解释和理解的不够清晰可以自己尝试读代码或者评论区指出错误望海涵
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