目录
1. C/C++内存分布
练习
2. C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free
3. C++内存管理方式
3.1 new/delete操作内置类型
3.2 new和delete操作自定义类型
4. operator new与operator delete函数
4.1 operator new与operator delete函数（重点）
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(placement-new)
7. 常见面试题
7.1 malloc/free和new/delete的区别
7.2 内存泄漏
7.2.1 什么是内存泄漏，内存泄漏的危害
7.2.2 内存泄漏分类
7.2.4如何避免内存泄漏
1. C/C++内存分布
下图中的内存区域划分是指：虚拟内存的划分
内核空间用户不能操作的，内核空间之外的才是用户空间
局部变量都存在栈帧中，下图中浅蓝色框
常量字符串不能被修改，所以放在代码段
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。
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。
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。
练习
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);
}
选项
:
A
.
栈
B
.
堆
C
.
数据段
(
静态区
)
D
.
代码段
(
常量区
)
globalVar在哪里？
C
staticGlobalVar在哪里？ C
staticVar在哪里？ C
localVar在哪里？ A
num1 在哪里？ A
char2在哪里？ A
*char2在哪里？D
pChar3在哪里？ A
*pChar3在哪里？ D
ptr1在哪里？ A
*ptr1在哪里？B
2.
填空题：
sizeof
(
num1
)
=
_40___
;
sizeof
(
char2
)
=
__5__
;
strlen
(
char2
)
=
__4__
;
sizeof
(
pChar3
)
=
__4__
;
strlen
(
pChar3
)
=
_4___
;
sizeof
(
ptr1
)
=
__4__
;
注意：sizeof求的是类型的大小，strlen求字符串有效长度，不算/0
2. C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free
这部分内容可以在之前的博客中学习复习
C语言动态内存管理
3. 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，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
为什么C++没有继续使用malloc和free？
原因：C++是基于面向对象的程序设计而言，C语言中的malloc只负责从堆上申请空间，并不会调用构造方法对对象空间进行初始化
free只负责将堆空间释放掉，在释放时并不会调用析构函数清理对象当中的资源
new:在申请空间之后，也会调用构造方法将空间中的内容初始化好
delete:在释放空间之前，也会调用析构函数将对象中的资源清理掉
3.1 new/delete操作内置类型
// 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];
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：匹配起来使用，负责会造成内存泄漏或者程序崩溃。
3.2 new和delete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
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
4. operator new与operator delete函数
4.1 operator new与operator delete函数（重点）
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
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
/*
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。
*/
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);
}
/*
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
*/
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;
}2.如果T是自定义的类型，还需要调用T类中对应方法的构造方法，对申请空间中的内容进行初始化。
5. new和delete的实现原理
5.1 内置类型
如果申请的是内置类型的空间，
new
和
malloc
，
delete
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
。
5.2 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
new的实现方式: T* p = new T;
调用 void* operator new(size_t size/*size要申请空间总的字节数*/)负责申请空间
注意：该方法需要的参数是编译器编译阶段根据new之后的类型确定下来的
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
6.定位new(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
7. 常见面试题
7.1 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：
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
7.2 内存泄漏
7.2.1 什么是内存泄漏，内存泄漏的危害
什么是内存泄漏：内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失，而是应用程序分配某段内存后，因为设计错误，失去了对该段内存的控制，因而造成了内存的浪费。
内存泄漏的危害：长期运行的程序出现内存泄漏，影响很大，如操作系统、后台服务等等，出现内存泄漏会导致响应越来越慢，最终卡死
7.2.2 内存泄漏分类
C/C++
程序中一般我们关心两种方面的内存泄漏：
堆内存泄漏(Heap leak)
堆内存指的是程序执行中依据须要分配通过
malloc / calloc / realloc / new
等从堆中分配的一块内存， 用完后必须通过调用相应的 free
或者
delete
删掉。假设程序的设计错误导致这部分内存没有被释放，那么以后这部分空间将无法再被使用，就会产生Heap Leak
。
系统资源泄漏
指程序使用系统分配的资源，比方套接字、文件描述符、管道等没有使用对应的函数释放掉，导致系统资源的浪费，严重可导致系统效能减少，系统执行不稳定。
在
vs
下，可以使用
windows
操作系统提供的
_CrtDumpMemoryLeaks()
函数进行简单检测，该函数只报出了大概泄漏了多少个字节，没有其他更准确的位置信息
7.2.4如何避免内存泄漏
1.
工程前期良好的设计规范，养成良好的编码规范，申请的内存空间记着匹配的去释放。
ps
：这个理想状态。但是如果碰上异常时，就算注意释放了，还是可能会出问题。需要下一条智能指针来管理才有保证。
2.
采用
RAII
思想或者智能指针来管理资源。
3.
有些公司内部规范使用内部实现的私有内存管理库。这套库自带内存泄漏检测的功能选项。
4.
出问题了使用内存泄漏工具检测。
ps
：不过很多工具都不够靠谱，或者收费昂贵。
总结一下
:
内存泄漏非常常见，解决方案分为两种：
1
、事前预防型。如智能指针等。
2
、事后查错型。如泄漏检测工具
![[ 常用工具篇 ] 多媒体视频处理工具 ffmpeg 安装使用详解](https://img-blog.csdnimg.cn/0687c34c2f414781a317adcde78ffb88.png)
