C/C++内存管理详解：动态与静态分配，栈、堆与全局区-优快云博客

内存分配

C/C++中内存分为如下5个区：指那些由编译器在需要的时候分配，不需要时自动清除的变量所在的储存区，如函数执行时，函数的形参以及函数内的局部变量分配在栈区，函数运行结束后，形参和局部变量去栈（自动释放）。栈内存分配运算内置与处理器的指令集中，效率高但是分配的内存空间有限。

栈区：指哪些由程序员手动分配释放的储存区，如果程序员不释放这块内存，内存将一直被占用，直到程序运行结束由系统自动收回，c语言中使用malloc，free申请和释放空间。
堆区：指哪些由程序员手动分配释放的储存区，如果程序员不释放这块内存，内存将一直被占用，直到程序运行结束由系统自动收回，c语言中使用malloc，free申请和释放空间。
全局/静态存储区：全局变量和静态变量的储存是放在一块的，其中初始化的全局变量和静态变量在一个区域，这块空间当程序运行结束后由系统释放。
常量存储区：常量字符串就是储存在这里的，如“ABC”字符串就储存在常量区，储存在常量区的只读不可写。const修饰的全局变量也储存在常量区，const修饰的局部变量依然在栈上。
代码区：存放源程序的二进制代码。

静态内存分配：编译时分配。包括：全局、静态全局、静态局部三种变量。
动态内存分配：运行时分配。包括：栈、堆。

头文件：#include <stdlib.h>

malloc() 函数用来动态地分配内存空间，其原型为：void* malloc (size_t size);

【参数说明】size 为需要分配的内存空间的大小，以字节（Byte）计。
【函数说明】malloc() 在堆区分配一块指定大小的内存空间，用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化，它们的值是未知的。如果希望在分配内存的同时进行初始化，请使用 calloc() 函数。
【返回值】分配成功返回指向该内存的地址，失败则返回 NULL。

由于申请内存空间时可能有也可能没有，所以需要自行判断是否申请成功，再进行后续操作。如果 size 的值为 0，那么返回值会因标准库实现的不同而不同，可能是 NULL，也可能不是，但返回的指针不应该再次被引用。

【注意】函数的返回值类型是 void *，void 并不是说没有返回值或者返回空指针，而是返回的指针类型未知。所以在使用 malloc() 时通常需要进行强制类型转换，将 void 指针转换成我们希望的类型，例如：

char *ptr = (char *)malloc(10);  // 分配10个字节的内存空间，用来存放字符

free()函数用来释放动态分配的内存空间，函数原型为:void free (void *ptr) ;
其中，ptr为要释放的内存指针。
释放指针变量在堆区上的内存空间，不能释放栈上的内存空间，free要与malloc(calloc、realloc)成对使用。

P = new T;
T是任意类型名，P是类型为T*的指针。
动态分配出一片大小为sizeof(T)字节的内存空间，并将该内存空间的起始地址赋值给P。比如：

int *pn;
pn = new int;
*pn = 5;	// 通过pn来修改刚才new出来的内存空间的内容

P = new T[N];
T：任意类型名
P：类型为T*的指针
N：要分配的数组元素的个数，可以是整型变量/常量/表达式
动态分配出一片大小为N*sizeof(T)字节的内存空间，并将该内存空间的起始地址赋值给P。例如：

int *pn;
int n = 5;
pn = new int[i*20];
pn[0] = 20;
pn[100] = 30; // 编译没问题。运行时导致数组越界

new T;
new T[n];
这两个表达式返回值的类型都是T*
所以，int *p = new int;是合法的，两边类型匹配。

用new动态分配的内存空间，一定要用delete运算符进行释放。
delete 指针; // 该指针必须指向new出来的空间

int *p = new int;
*p = 5;
delete p;
delete p; // 导致异常，一片空间不能被delete多次

int *p = new int[20];
p[0] = 1;
delete []p;