目录
1. C++内存分布
2. C++ 内存管理方式
2.1 new 和 delete 操作内置类型
2.2 new 和 delete 操作自定义类型
3. operator new与operator delete函数
4. new和delete的实现原理
5. malloc/free 和 new/delete 的区别
1. C++内存分布
首先看一段代码：
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);
}那么看一下这几道题：
- 选项: A.栈 B.堆 C.数据段(静态区) D.代码段(常量区)
| globalVar在哪里？____ staticVar在哪里？____ num1 在哪里？____ | staticGlobalVar在哪里？____ localVar在哪里？____ |
| char2在哪里？____ pChar3在哪里？____ ptr1在哪里？____ | *char2在哪里？___ *pChar3在哪里？____ *ptr1在哪里？____ |
解答如下：
- 这里的char2或者pChar3有问题可以主要参考一下这段代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
char str1[] = "hello bit.";
char str2[] = "hello bit.";
const char* str3 = "hello bit.";
const char* str4 = "hello bit.";
if (str1 == str2)
printf("str1 and str2 are same\n");
else
printf("str1 and str2 are not same\n");
if (str3 == str4)
printf("str3 and str4 are same\n");
else
printf("str3 and str4 are not same\n");
return 0;
}- str1 和 str2 不一样，因为这里的字符串都是拷贝来自常量区的字符串，在栈种新开辟两个空间，然而str3 和 str4 都同时指向 常量区相同的空间。
- 再来看几道指针题
sizeof(char2) = __5__; strlen(char2) = __4__;
sizeof(pChar3) = __4 or 8__; strlen(pChar3) = __4 or 8__;
sizeof(ptr1) = __4 or 8__;
如果有问题可以参考一下我之前写的关于指针的文章：
指针进阶（一篇文章即可了解C指针所有内容）-CSDN博客
https://blog.csdn.net/m0_68617301/article/details/136449117
主要了解一下 sizeof 和 strlen 的区别：
- sizeof 是操作符而 strlen 是函数；
- sizeof 是计算有多少字节，在编译阶段就会被编译成汇编语言；
- strlen 是计算字符串长度，遇到 '\0' 就结束。
内存分布介绍：
- 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。
- 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。
2. 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。
2.1 new 和 delete 操作内置类型
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;
}- 如果要是申请n块空间，且要初始化：
int main()
{
int* a = new int[10] {1,2,3,4,5,6}; // 剩下的空间就全是0
cout << a << endl;
return 0;
}
2.2 new 和 delete 操作自定义类型
- 例如创建链表的操作：
struct ListNode
{
public:
int _val;
ListNode* _next;
ListNode(int val)
:_next(nullptr)
,_val(val)
{}
};
ListNode* CreateList(int n)
{
ListNode* head = new ListNode(-1);
ListNode* tail = head;
int val;
printf("请依次输入%d个节点的值：>", n);
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
cin >> val;
tail->_next = new ListNode(val);
tail = tail->_next;
}
return head->_next;
}
int main()
{
ListNode* list = CreateList(5);
return 0;
}
3. operator new与operator delete函数
- 概念：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，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。
operator new - C++ Reference (cplusplus.com)
4. new和delete的实现原理
- 对于new来说
5. malloc/free 和 new/delete 的区别
malloc/free和new/delete的共同点是：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：
- malloc和free是函数，new和delete是操作符
- malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
- 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
- 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
- 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。
