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学习目标
1. C/C++内存分布
2. C/C++动态内存管理
2.1 C动态内存管理
2.2 C++动态内存管理：
3. operator new与operator delete函数
4. new和delete的实现原理
5. 定位new表达式
学习目标
1. C/C++内存分布
2. C/C++动态内存管理（malloc,free 与new ,delete）
3. operator new与operator delete函数
4. new和delete的实现原理
5. 定位new表达式(placement-new)
1. C/C++内存分布
C/C++的内存分布：栈，堆，静态区，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。（Linux课程如果没学到这块，现在只需要了解一下）
- 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。
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); }
2. C/C++动态内存管理
2.1 C动态内存管理
C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free
代码：
void Test () { int* p1 = (int*) malloc(sizeof(int)); free(p1); int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int)); int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10); free(p3 ); }--malloc/calloc/realloc的区别是什么？
1.malloc函数用于分配指定大小的内存块（它只分配内存，不会初始化内存块中的内容）
2.calloc会将内存块的内容初始化为0
3.realloc用于更改先前分配的内存块的大小。(原地修改/重新开一块空间)
2.2 C++动态内存管理：
C++动态内存管理：通过new和delete操作符进行动态内存管理
1.内置类型
代码：
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; }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2.自定义类型
代码：
class A { public: A(int a = 0) : _a(a) { cout << "A():" << this << endl; } ~A() { cout << "~A():" << this << endl; } private: int _a; }; int main() { // 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 A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A)); A* p2 = new A(1); free(p1); delete p2; // 内置类型是几乎是一样的 int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // C int* p4 = new int; free(p3); delete p4; A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A) * 10); A* p6 = new A[10]; free(p5); delete[] p6; return 0; }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。
3. operator new与operator delete函数
- 1.new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符
- 2.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
代码：
operator new：
//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。 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：
//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; } //free的实现 #define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)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
4. new和delete的实现原理
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NULL2.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
5. 定位new表达式
作用：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：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代码：
class A { public: A(int a = 0) : _a(a) { cout << "A():" << this << endl; } ~A() { cout << "~A():" << this << endl; } private: int _a; }; // 定位new/replacement new int main() { // p1现在指向的只不过是与A对象相同大小的一段空间，还不能算是一个对象，因为构造函数没有执行 A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A)); new(p1)A; // 注意：如果A类的构造函数有参数时，此处需要传参 p1->~A(); free(p1); A* p2 = (A*)operator new(sizeof(A)); new(p2)A(10); p2->~A(); operator delete(p2); return 0; }
