【 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++ 内存管理方式

通过new和delete操作符进行动态内存管理

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 要和new的格式严格对应
	delete ptr4;
	delete ptr5;
	delete[] ptr6;
}

new和delete 操作自定义类型
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构造函数和析构函数

operator new与operator delete函数

new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符，operator new 和operator delete是系统提供的全局函数，new在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete在底层通过operator delete全局函数来释放空间。

operator new函数内部 实际也是通过malloc来申请空间，如果malloc申请空间成功就直接返回，否则就抛异常。operator delete 最终是通过free来释放空间的。

new和delete 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

malloc/free和new/delete的区别
malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。
不同的地方是：

1. malloc和free是函数，new和delete是操作符
2. malloc申请的空间不会初始化，new可以手动初始化
3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可，
   如果是多个对象，[]中指定对象个数即可
4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型
5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需
   要捕获异常
6. 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new
   在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成
   空间中资源的清理

delete this 问题

在析构函数中delete this指针，会产生什么样的结果呢？先看看下面这段代码。

#include <iostream>
using namespace std;
 
class A
{
public:
	A()
	{
		cout<<"A()"<<endl;
	}
	~A()
	{
		cout<<"~A()"<<endl;
		delete this;
	}
};
 
int main()
{
	A a;
	return 0;
}

这段代码会导致死循环，为什么呢？

(1) 首先，了解一下this指针
  当一个对象声明时，系统会为这个对象分配一块内存空间，this指针指向这块内存空间，这块空间里面存着对象的数据成员和虚函数表指针。

(2) 当使用delete的时候
  第一步，针对此内存会有一个（或更多）析构函数被调用
  第二步，才会释放该内存

• 在析构函数中调用delete this: 上面这段程序的delete this会先调用 ~ A() 函数，然后再释放空间，这样每次调用delete都会调用~ A()，而~ A() 又要调用delete，他们相互调用，就会形成死循环，最终导致栈溢出。
• 在成员函数中调用delete this: 首先会调用类的析构函数，this指针已删除，会出现野指针访问错误。