C++内存管理——new/delete、operator new/operator delete

内存管理

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);
}
选择题：
选项: A.栈 B.堆 C.数据段(静态区) D.代码段(常量区)
globalVar在哪里？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？A
pChar3在哪里？A *pChar3在哪里？D
ptr1在哪里？A *ptr1在哪里？B
填空题：
sizeof(num1) = 40 ;sizeof(char2) = 5 ; strlen(char2) = 4 ;
sizeof(pChar3) = 4 ; strlen(pChar3) = 4 ;
sizeof(ptr1) = 4 ;

sizeof 和 strlen 区别？

sizeof 用于获取变量或数据类型的大小，是一个编译时的操作。
strlen 用于获取字符串的长度，是一个运行时的操作，需要遍历整个字符串。

关于内存分配区域详细说明看此文：
动态内存分配之 malloc、calloc、realloc 和 free以及常见动态分配内存错误（附内存分配区域说明）https://blog.csdn.net/m0_63596031/article/details/135755761?spm=1001.2014.3001.5501

1. C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free

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);
    
    // 这里需要free(p2)吗？
    free(p3 );
}

【面试题】

malloc/calloc/realloc的区别？
malloc的实现原理？glibc中malloc实现原理

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。

（1）new/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;
}

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）new和delete操作自定义类型

struct ListNode
{
	ListNode* _next;
	int _val;
	ListNode(int val)
		:_next(nullptr)
		, _val(val)
	{}
};


int main()
{
	// 1.用法上变简洁了，内置类型是几乎是一样的
	int* p0 = (int*)malloc(sizeof(int)); // C
    
	int* p1 = new int;
	int* p2 = new int[10]; // new10个int对象
	delete p1;
	delete[] p2;

	// 2.可以控制初始化
	int* p3 = new int(10); // new一个int对象并初始化成10
	/*int* p4 = new int[10]{ 1,2,3,4,5 };
	int* p4 = new int[10]{ 1, 2, 3, 4, 5 };*/
	/*int* p4 = new int[10]{ 1, 2, 3, 4, 5, 0, 0, 0, 0, 0 };*/
	int* p4 = new int[10]{ 1, 2, 3, 4, 5 };

	cout << *p4 << endl;
    
	delete p3;
	delete[] p4;

	// 3.自定义类型，开空间+构造函数
	// new失败了以后抛异常，不需要检查
	ListNode* node1 = new ListNode(1);
	ListNode* node2 = new ListNode(2);
	ListNode* node3 = new ListNode(3);

	free(p0);
	delete node1;
	delete node2;
	delete node3;

	return 0;
}

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，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。