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二.C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free
四.operator new与operator delete函数
一.C/C++内存分布
来尝试做一下
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
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
| 函数 | 行为 |
|---|---|
| malloc | 分配指定字节的未初始化内存，内容随机。 |
| calloc | 分配指定数量和大小的连续内存块，并初始化为全零 |
| realloc | 调整已分配内存的大小（扩大或缩小），可能返回新地址，原内存自动释放。 |
无需
free(p2)：若realloc成功，原内存（p2）已被自动释放或合并到p3，手动释放会导致双重释放（未定义行为）
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
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。
使用new申请空间，查看汇编会发现实际底层是operator new和operator delete来申请空间和释放空间，那我们就来探索一下这两个新事物。
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
四.operator new与operator delete函数
new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符，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
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，如果改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: 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)通过上述两个全局函数的实现知道，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
五.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NULL
2. 自定义类型
| 概念 | 行为 |
new | 1. 调用 operator new 分配内存2. 调用构造函数初始化对象 |
operator new | 仅负责分配原始内存（不调用构造函数） |
delete | 1. 调用析构函数销毁对象 2. 调用 operator delete 释放内存 |
operator delete | 仅负责释放内存（不调用析构函数） |
| new T[N] | 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[] | 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 |
六.定位new表达式(placement-new)
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
使用格式：
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
使用场景：
定位new表达式在实际中一般是配合内存池使用。因为内存池分配出的内存没有初始化，所以如果是自定义类型的对象，需要使用new的定义表达式进行显示调构造函数进行初始化
class A
{
p
ublic :
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;
}七.malloc/free和new/delete的区别
malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。
不同的地方是：
2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化 3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可， 如果是多个对象，[]中指定对象个数即可 4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型 5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需
1. malloc和free是函数，new和delete是操作符要捕获异常
6. 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new 在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成 空间中资源的清理释放
| 特性 | malloc/free | new/delete |
| 语言 | C 标准库函数 | C++ 运算符 |
| 内存分配 | 仅分配原始内存 | 分配内存并调用构造函数 |
| 内存释放 | 仅释放内存 | 调用析构函数并释放内存 |
| 类型安全 | 无类型安全（返回 void*，需强制类型转换） | 类型安全（自动计算大小，返回正确类型指针） |
| 失败处理 | 返回 NULL | 抛出 std::bad_alloc 异常 |
| 内存对齐 | 按 C 标准对齐 | 按 C++ 对象对齐要求 |
| 数组支持 | 需手动计算数组大小 | 支持 new[] 和 delete[] |
| 重载支持 | 不支持 | 支持重载（类内或全局） |
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