【C++】详解C/C++内存管理-优快云博客

本文详细介绍了C/C++中的内存管理，包括C语言中的malloc,calloc,realloc,free以及C++中的new,delete,operatornew,operatordelete。讨论了new/delete与malloc/free的区别，特别是对于自定义类型时构造函数和析构函数的调用。同时，文章还涵盖了内存泄漏的概念及其危害。

2.2.2 operator new与operator delete

2.2.3new/delete的实现原理

3.一些常见问题

3.1malloc/free和new/delete的区别

3.2内存泄漏

1.C/C++内存分布

关于C/C++的内存分布在之前的函数栈帧中有所介绍，在此就不再过多赘述。(5条消息) 【数据结构】逐字分析函数栈帧的创建与销毁全过程_hehelm的博客-优快云博客

2.C和C++中的动态内存管理

2.1C中的动态内存管理方式

1.malloc：

void* malloc (size_t size);

mallco用于向内存申请一块连续可用的空间（size_t的大小）并返回指向该空间的起始地址的指针。若开辟失败则返回NULL。该函数返回类型为viod*，因此在使用时需要强制类型转换。

2.calloc：

void* calloc (size_t num, size_t size);

calloc是将num个大小为size的元素开辟一块空间，并将其空间内的每个字节初始化为0，它与malloc的区别在于calloc在开辟空间的同时会将空间内每个字节初始化为0。

3.realloc：

void* relloc(void* ptr, size_t size);

relloc用于尝试重新调整之前调用 malloc 或 calloc 所分配的 ptr 所指向的内存块的大小。其中ptr 是要调整的内存地址，size为调整之后新大小，返回值为调整之后的内存起始位置。这个函数调整原内存空间间大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动到新的空间：

当原空间后面足够大，在原空间上追加空间；当原空间内存不够，则保存空间信息在堆上另开辟一块空间，并返回该新空间的地址的指针。

4.free：

void free (void* ptr);

与上述函数相对的，C语言还设置了free用来释放所申请的动态空间内存。

注意：free只能作用域动态内存。

2.2C++中动态内存的管理

2.2.1 new/delete

C++兼容C，自然也包含的C中所有的语法，但除此之外，C++还有其独特的内存管理方式。

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;
}

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[ ]

new/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
	//还会调用其构造函数和析构函数
	A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
	A* p2 = new A(1);
	free(p1);
	delete p2;

	// 使用内置类型时二者是几乎是一样的
	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;
}

注意：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。