C++之动态内存管理

一般程序C++程序的内存分为三个部分：

• 静态内存：静态内存空间用来保存局部static对象、类static数据成员以及定义在函数之外的变量。静态区的内容在整个程序的生命周期内都存在，使用之前分配，在程序结束时销毁。
• 栈内存：栈内存用来保存定义在函数内的非static对象。对于栈对象，仅在其定义的程序块运行时才存在，当程序块运行结束时自动销毁。
• 自由空间或堆内存：由malloc系列函数或者new操作符分配的内存。其生命周期由free和delete决定。在没有释放之前一直存在，直到函数结束。

new/delete

      在C++中，new/delete运算符用来管理动态内存的：new，在动态内存中为对象分配空间并返回一个指向该对象的指针，我们可以选择对对象进行初始化；delete，接收一个动态内存对象的指针，销毁该对象，并释放与之关联的内存。

使用new动态分配初始化对象

      在自由空间分配的内存是无名的，因此new无法为其分配的对象命名，而是返回一个指向该对象的指针。

//未初始化
int *pi = new int;
string *ps =new string;

//初始化
int *pi = new int(1024);
string *ps = new string(10,'9');
const int *pci = new const int(1024);
vector<int> *pv = new vector<int>{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

//值初始化
string *pi = new string(); 
int *ps = new int();

//p1指向一个与pi类型相同的对象
auto p1 = new auto(pi);

 释放动态内存

       为了防止内存耗尽，在动态内存使用完毕后，必须将其归还给系统。我们通过delete表达式（delete expression）来将动态内存归还给系统。delete表达时式接收一个指针，指向我们想要的释放的对象。

delete pi;
delete ps;

//释放一个const对象
delete pci;

      delete 表达式也执行两个动作：销毁给定的指针指向的对象；释放对应的内存。我们传递delete的指针必须指向动态分配的内存，或者是一个空指针。虽然一个const对象的值不能被改变，但它本身是可以被销毁的。

      在指针被delete之后，指针就变成了空悬指针，即：指向一块曾经保存数据对象但现在已经无效的内存指针。如果我们需要继续保留指针，有如下的方法，这样就可以清楚指出指针不指向任何对象。

int *p(new int(42); //p指针指向动态内存
auto q = p;
delete p; //p和q均无效
p = nullptr;

shared_ptr和new结合使用

       我们平时在使用动态内存很容易出现问题的，C++为了我们更安全的、更容易地使用动态内存，在新标准库memory提供了两种智能指针类型来管理动态对象：shared_ptr允许多个指针指向同一个对象；unique_ptr则“独占”所指向的对象。标准库还定义一个名为weak_ptr的伴随类，它是一种弱引用，指向shared_ptr所管理的对象。

shared_ptr<int> p1 = new int(24); //错误：不能将一个内置指针隐式转换智能转换
shared_ptr<int> p1(new int(42)); //正确：必须使用直接初始化形式

       由于智能指针参数的构造函数是explicit的，因此，我们不能进行内置指针到智能指针间的隐式转换。出于相同的原因，一个返回shared_ptr函数不能在其返回语句中隐式转换一个普通指针。

shared_ptr<int> clone(int p)
{
    return shared_ptr<int>(new int(p));
}

malloc/free（https://www.cnblogs.com/maluning/p/7944231.html#_label1）

malloc/free是C语言的标准库函数，函数原型：(void*)malloc(unsigned size);(字节数)，在头文件stdlib.h中声明。

malloc函数在内存中开辟的是一块连续的空间，size是所需要空间的长度，开辟的大小为size*参数类型，开辟完之后返回这块空间的首地址，分配内存后必须验证内存是否分配成功，当完成之后new函数对内存进行释放。

int *p =(int *) malloc(int);
if(p==NULL)
    cout<<"Out of memory!"<<endl;
free(p);