C++——内存管理

目录

前言

一、C/C++中内存分布

二、C语言中动态内存管理方式

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

4.1 operator new与operator delete函数

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) 

七、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

7.2.3 如何检测内存泄漏

7.2.4如何避免内存泄漏

总结

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前言

之前我们讲了C语言中的内存管理，今天我们来了解一下C++中的内存管理。

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一、C/C++中内存分布

C/C++中程序内存划分：

【说明】

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。

二、C语言中动态内存管理方式

在C语言中我们使用malloc/calloc/realloc/free来开辟空间

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？
    free(p3 );
}

malloc/calloc/realloc的区别？

答：malloc是向内存申请一块空间，calloc是申请空间同时初始化空间，realloc相当于重新分配内存空间，它们都需要使用free释放空间。

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[10];
    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。

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;