C\C++内存管理（未完结）

文章目录

一.C\C++内存分布
二.C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free
三.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
四.operator new与operator delete函数（重要点进行讲解）
- 4.1. operator new与operator delete函数（重点）
五.new和delete的实现原理
- 5.1.内置类型
- 5.2 自定义类型
六. 定位new表达式(placement-new) （了解）
七. 7. 常见面试题
- 7.1. malloc/free和new/delete的区别
- 7.2 内存泄漏

一.C\C++内存分布

C和C++的内存分布是一样的
为什么要内存区域划分？
为了内存方便管理
下面的划分的区域堆区是我们重点关注的，因为堆上的空间是由我们开辟和释放的，是由我们控制的。

在这里插入图片描述在操作系统的层面角度叫数据段，在语言的角度上叫静态区
看代码回答问题？

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);
 }
  1. 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？____   staticGlobalVar在哪里？____
 staticVar在哪里？____   localVar在哪里？____
 num1 在哪里？____
 char2在哪里？____       
pChar3在哪里？____      
ptr1在哪里？____        
2. 填空题：
sizeof(num1) = ____;   
*char2在哪里？___
 *pChar3在哪里？____
 *ptr1在哪里？____
 sizeof(char2) = ____;      
sizeof(pChar3) = ____;     
sizeof(ptr1) = ____;
 3. sizeof 和 strlen 区别？
strlen(char2) = ____;
 strlen(pChar3) = ____;

答案
在这里插入图片描述

【说明】

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。（Linux课程如果没学到这块，现在只需要了解一下）
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。

二.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);
 // 1.malloc/calloc/realloc的区别是什么？
int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int));
 int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10);
 // 这里需要free(p2)吗？ 不需要 原地扩容p3 还是p2接收地址 异地扩容 自动free（p2）
free(p3 );
 }

【面试题】

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

三.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。

3.1.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;
 }

int main()
{	
	//开辟一个空间
	int* ptr = new int;//开辟一共int类型的空间 在堆区 返回一共堆上开辟好的空间地址

	//开辟一个空间并且初始化
	int* ptr1 = new int(10); //只需要在开辟空间类型中+(初始化值)即可
	cout <<"ptr1存放地址对应值:" << *ptr1 << endl;

	//开辟多个空间
	int* ptr2 = new int[10];//在开辟空间类型后加上+[开辟个数]即可 并返回开辟数组（多个空间）的首地址
	
	//开辟多个空间并且初始化 在之前c++是不允许开辟的数组初始化的 C++11就可以了
	int* ptr3 = new int[10] {1, 2, 3, 4, 5};//开辟数组空间 初始化用{里面写初始化值} 可以完全初始化 也可不完全初始化 不完全初始化的空间默认初始化为0
	int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };

	//将开辟好的空间 释放掉 
	delete(ptr);
	delete(ptr1);
	delete[](ptr2); //数组的释放 连续的空间释放+delete[] 指针存放地址
	delete[](ptr3);




	return 0;
}

在这里插入图片描述
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。

3.2.new和delete操作自定义类型

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;
 }