内部类、封装、内存分布、动态内存管理方式

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内部类

定义：

• 如果一个类在另一个类的内部，这个类就被称为内部类。
• 内部类是一个独立的类，不属于外部类，外部类对内部类没有任何访问的权限。

//构造一个内部类
class A
{
  public:
   class B
   {
     void fun(const A& a)
     {//}
   };
  private: 
};
int main ()
{
  A::B b;  //构造内部类
  b.fun(A());
  return 0;
}

注：内部类可以看做外部类的友元类，内部类可以通过外部类的对象参数访问外部类的所有成员；但外部类不是内部类的友元类。

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特性：

1. 内部类可以定义在外部类的public、private、protected中；
2. 内部类可以直接访问外部类的static成员，不需要外部类的对象/类名；
3. sizeof（外部类）= 外部类，与内部类无关。

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封装

定义： C++通过类，将一个对象的属性与行为结合在一起，就是将属于该对象的所有东西打包在一起；通过访问限定符有选择性的将部分功能开放与其他对象进行交互（通俗理解为：成员变量和成员函数都放在类里面，想给外部访问的就定位公有，否则就定为私有或保护，这本质上是一种比较好的管理方式）。

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内存分布

虚拟内存分段展示如下：

• 栈：函数调用会建立栈帧，栈帧主要存：局部变量、参数、返回值等；（向下生长）
• 堆：动态申请、释放内存；（向上生长）；
• 静态区：存static变量、全局变量；
• 常量区：存常量、程序编译出的指令。

注：

1. 向下生长：指后申请的地址比先申请的地址小；
2. 向上生长：指在一般情况下，后申请的地址比先申请的地址大。

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动态内存管理方式

我们先讨论C语言中malloc、calloc、realloc三种动态开辟内存方法：

• malloc：是在堆上原地动态开空间；
• calloc：在堆上动态开空间+初始化为0；等于malloc+memset；
• realloc：针对已有的空间进行扩容（原地扩容或异地扩容）。

由于C语言内存管理方式在C++中有些地方使用起来比较麻烦，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。

//申请数组
//malloc申请5个类型为int的数组
int* p1 = (int*) malloc(sizeof(int)*5);
free(p1);
//new申请5个类型为int的数组
int* p2 = new int [5];
delete[] p2;

//申请单个对象
//malloc申请单个int对象
int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));
free(p1);
//new申请单个int对象
int* p2 = new int;
delete int;

malloc和new的异同：

1. 对于内置类型：malloc、new没有任何差别，只是用法不太一样；
2. 对于自定义类型：C语言中，malloc只是开辟空间；C++中，new是开辟空间+构造函数初始化，delete是析构函数的清理+释放空间。

小结：

• 若是在C++中申请内置类型的对象或数组，malloc和new没什么区别；
• 在C++中，对于自定义类型，malloc/free和new/delete区别很大，一般建议尽量使用new/delete