动态内存管理

原创已于 2023-07-30 17:25:47 修改 · 183 阅读

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于 2023-07-30 16:22:19 首次发布

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文章详细阐述了C++中的内存分布，包括栈、静态、全局、常量和动态数据的存储位置及生命周期。接着讨论了C++的内存管理，特别是new和delete操作在处理内置类型和自定义类型时的角色，以及如何通过构造函数和析构函数确保对象的正确创建和销毁。最后介绍了定位new的概念，这是一种允许在特定内存地址创建对象的机制。

一、C/C++内存分布

在C/C++中，程序中需要存储的数据可分为：局部数据、静态数据、全局数据、常量数据和动态申请数据，这些数据都有其独特的存储位置和生命周期。

1.局部数据：局部数据是在函数内声明的变量，在函数调用时被创建，函数返回时被销毁，存储在栈区

2.静态数据：静态数据使用static关键字声明，在整个程序生命周期存在，存储在静态区

3.全局数据：全局变量是在函数外部声明的变量，具有全局作用域和全局可见性，生命周期直到程序结束，存储在全局数据区

4.常量数据：常量数据是指在程序中使用字面值或使用 const 修饰符声明的变量，它们的值在程序执行期间保持不变。常量数据存储在只读数据区中，通常与全局数据存储在同一区域。

5.动态申请数据：动态申请数据是通过使用 new 运算符（C++）或 malloc() 函数（C）在堆内存中手动分配的数据。动态申请的数据需要通过 delete 运算符（C++）或 free() 函数（C）显式释放。

说明：

1.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。

2.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。

3.堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的
4.数据段--存储全局数据和静态数据
5.代码段--可执行的代码/只读常量。

二、C++内存管理

C++自己的动态内存管理操作符：new和delete

1.new和delete操作内置类型

2.new和delete操作自定义类型

C++自定义类型申请动态内存，需要有适当的构造函数和析构函数，以确保对象的正确创建和销毁。分配动态内存分配时，会先调用构造函数，释放时自动调用对象的析构函数。

三、定位new

定位new是C++的一种扩展形式，它允许在指定的内存地址上创建对象，而不是使用默认的动态内存分配机制。

语法：new (address) Type [initializer];

其中，address是指定的内存地址，Type是要创建的对象类型，initializer是可选的初始化参数。

使用定位new时，编译器不会分配新的内存，而是在指定的地址上构造对象。

class EG
{
public:
	EG(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "EG(int a = 0)" << endl;
	}
	~EG()
	{
		cout << "~EG()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	EG* p1 = (EG*)malloc(sizeof(EG));
	new(p1)EG;	//如果类的构造函数有参数时，此处需要传参
	p1->~EG();	//手动调用析构函数
	free(p1);

	EG* p2 = (EG*)operator new(sizeof(EG));	//分配内存
	new(p2)EG(10);	//指定地址创建对象
	p2->~EG();
	operator delete(p2);
}