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内存管理【C++】

内存管理【C++】

内存分布

C++中的内存区域主要有以下5种

  1. 栈(堆栈):存放非静态局部变量/函数参数/函数返回值等等,栈是向下增长的【地址越越先被使用】。栈区内存的开辟和销毁由系统自动执行

  2. 堆:用于程序运行时动态内存分配,由程序员申请和释放内存,堆是向上增长的【地址越越先被使用】。

  3. 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。

  4. 数据段(全局区):存储全局数据静态数据

  5. 代码段(常量区):存放可执行的代码/只读常量


C++动态内存管理

动态内存申请

动态内存申请,申请的是堆区的内存

申请一个类型大小的空间

不初始化申请的空间语法:

T* p=new TT代指类型,p可以是任意合法标识符

int* p = new int;
  • 1

即可申请1个int类型大小的未初始化的空间


初始化申请内置类型的空间语法:

T* p=new T(要初始化的值)T代指类型,p可以是任意合法标识符

int* p = new int(200);
  • 1

即可申请1个int类型大小的初始化为200的空间


调用指定构造函数申请自定义类型的空间语法:

T* p=new T(传给自定义类型的构造函数的参数)T代指类型,p可以是任意合法标识符


申请连续多个类型大小的空间

不初始化申请的空间语法:

T* p=new T【n】T代指类型,p可以是任意合法标识符,n是要申请的连续的类型空间的个数

int* p = new int[12];
  • 1

即可申请连续12个int类型大小未初始化的空间


初始化申请内置类型的空间语法:

T* p=new T【n】{初始值1,初始值2,……}T代指类型,p可以是任意合法标识符,n是要申请的连续的类型空间的个数

int* p = new int[12] {1,2,3,4,5,6};
  • 1

即可申请连续12个int类型大小的前6个int空间的值为1,2,3,4,5,6,后6个int空间值为0的空间


调用指定构造函数申请自定义类型的空间语法:

T* p=new T【n】{{传给第一个自定义类型的构造函数的参数},{传给第二个}T代指类型,p可以是任意合法标识符,n是要申请的连续的类型空间的个数

在这里插入图片描述


动态内存释放

释放一个类型大小的空间

语法:
delete pp是存放了动态内存申请的空间的首地址的指针

int* p = new int;

delete p;
  • 1
  • 2
  • 3

释放连续多个类型大小的空间

语法:
delete[] pp是存放了动态内存申请的空间的首地址的指针

int* p = new int[12];

delete[] p;
  • 1
  • 2
  • 3

operator new和operator delete

这两个都是库里实现好的全局函数
operator new是C语言的malloc的封装函数,主要封装了malloc失败时不在返回NULL而是抛异常

申请空间本质上还是使用malloc

operator delete是C语言的free的封装函数

释放空间本质上还是使用free


new和delete以及new T[]和delete[]实现原理

new

  1. 先调用operator new函数申请空间
  2. 如果是自定义类型就再调用它的构造函数

delete

  1. 如果是自定义类型就调用它的析构函数
  2. 调用operator delete 释放申请的空间

new T[n]

  1. 调用operator new申请连续的n个类型大小的空间
  2. 如果是自定义类型就再调用n次它的构造函数

delete[]

  1. 如果是自定义类型调用n次它的析构函数
  2. 调用operator delete释放连续的n个类型大小的空间

new的delete与malloc和free的区别

  1. malloc和free是函数,new和delete是操作符

  2. malloc申请的空间不能初始化,new可以初始化

  3. 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

  4. 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

  5. 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

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