C/C++内存管理

C/C++内存管理

一、C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free

1、malloc函数

void* malloc(size_t size);

malloc函数用于从堆（heap）中分配指定大小（以字节为单位）的连续内存块，并返回指向该内存区域的指针。如果分配失败，则返回NULL

2、calloc函数

void* calloc(size_t num, size_t size);

calloc函数同样用于分配内存，但它不仅分配内存，还会将新分配的内存区域所有字节初始化为零。它接受两个参数，第一个是元素数量，第二个是每个元素的大小。

malloc与calloc的区别
malloc只分配内存，不初始化内容。
calloc在分配内存的同时进行初始化，将其所有字节设置为0。

3、realloc函数

void* realloc(void* ptr, size_t new_size);

realloc用于调整已经通过malloc或calloc分配的内存块的大小。当需要扩大或缩小已分配的内存时，可以调用此函数。如果成功，它可能在原地址上重新分配内存或者移动到新的位置；如果失败，原始内存块保持不变。

4、free函数

void free(void* ptr);

free函数用于释放之前通过malloc、calloc或realloc分配的内存。如果试图释放未分配的内存或同一内存多次释放，会导致未定义行为。

二、 C++内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理

1、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;
 }

 ~

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[]匹配起来使用。

2、 new和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构造函数和析构函数
A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
 A* p2 = new A(1);
 free(p1);
 delete p2;
 // 内置类型是几乎是一样的
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;
 }

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。他们的内置类型是几乎是一样的。

三、 malloc/free和new/delete的区别

共同点：
都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。

不同点：

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释放