C/C++内存管理

C/C++内存分布

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。

C语言中动态内存管理方式

malloc/calloc/realloc/free

void Test () 
{    
	int* p1 = (int*) malloc(sizeof(int));    
	free(p1);        
	int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int));    
	int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10);        
	
	free(p3 );
	free(p2 );//这里不能重复free，p2的空间已经释放 
}

C++内存管理方式

通过new和delete操作符进行动态内存管理。
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[10];         

	delete ptr4;     
	delete ptr5;     
	delete[] ptr6; //释放数组的空间时这样写
} 

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和delete操作自定义类型

 class Test 
 { 
 public:    
 	Test()        
 		: _data(0)    
 		{        
 			cout<<"Test():"<<this<<endl;    
 		}
 
    ~Test()    
    {        
    	cout<<"~Test():"<<this<<endl;    
    }    
 private:    
 	int _data; 
 };
 
void Test2() 
{    
	// 申请单个Test类型的空间    
	Test* p1 = (Test*)malloc(sizeof(Test));    
	free(p1);        
	// 申请10个Test类型的空间    
	Test* p2 = (Test*)malloc(sizoef(Test) * 10);    
	free(p2); 
}
void Test2() 
{    
	// 申请单个Test类型的对象    
	Test* p1 = new Test;    
	delete p1;        
	// 申请10个Test类型的对象    
	Test* p2 = new Test[10];    
	delete[] p2; 
}

单步调试运行上面代码时，你会发现，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。

new和delete的实现原理

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。
自定义类型

• new的原理
  1.调用operator new函数申请空间
  2.在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造
• delete的原理
  1.在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作
  2.调用operator delete函数释放对象的空间
• new T[N]的原理
  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[]的原理
  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

定位new表达式

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。

void Test() 
{   
	// pt现在指向的只不过是与Test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
   
   	Test* pt = (Test*)malloc(sizeof(Test)); 
  	new(pt) Test;  // 注意：如果Test类的构造函数有参数时，此处需要传参 
}