C++初阶 | [五] 内存管理

news2024/9/23 9:31:34

摘要：new and delete，定位new，（C++内存管理的方式），malloc/free和new/delete的区别，内存泄漏

关于内存：

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。（目前只需了解一下）
堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。
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。

1. new/delete——C++内存管理的方式

对于内置类型：

对于自定义类型：

使用示例：

2. operator new与operator delete函数

（ps.operator new与operator delete函数不是运算符重载函数）

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 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

1）开空间失败，抛异常

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，尝试执行空间不足应对措施，如果该应对措施用户设置了，则继续申请，否则抛异常。

int main()
{
	try
	{
		int* p = new int[0x7ffffffff];
		cout << "hello" << endl;//开空间失败该语句将不会被执行，直接跳转
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << e.what() << endl;
	}

	return 0;
}

2）显式调用

Type* p = (Type*)operator new(sizeof(Type));//Type* p = new Type;

operator delete(p);//delete p;

3）new 和 delete 不匹配使用的问题

对于内置类型：不匹配使用一般不会出什么问题
对于自定义类型：一定要匹配使用！否则结果是未定义的！

warning：一定要匹配使用！new Type[n] → delete[]；new → delete；malloc → free。

3. 定位 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。

class A
{
public:
	A(const int a)
		:_a(a)
	{

	}
private:
	int _a;
};


int main()
{
	A* pst = (A*)operator new(sizeof(A));//开空间但不初始化
	new(pst)A(0);//调用构造函数初始化

	pst->~A();//析构函数可以显式调用

	return 0;
}

使用：new (place_address) type or new (place_address) type(initializer-list)

内存池

（ps.构造函数不可以直接显式调用）

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，需要通过使用new的定义表达式调用构造函数进行初始化。

4. malloc/free和new/delete的区别

①malloc/free是函数，new/delete是操作符
②malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要
③malloc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
④initializer：malloc申请的空间不会 初始化 ，new可以初始化
⑤fail：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
⑥call：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