当前位置:首页 » 《我的小黑屋》 » 正文

【C++】--内存管理

8 人参与  2024年10月18日 14:01  分类 : 《我的小黑屋》  评论

点击全文阅读


?个人主页: 起名字真南
?个人专栏:【数据结构初阶】 【C语言】 【C++】

请添加图片描述

目录

1 C/C++内存分布2 C语言中动态内存管理方式 :3 C++内存管理方式3.1 new/delete操作内置类型3.2 new和delete操作自定义类型 4 operator new与operator delete4.1 operator new与operator delete函数 5 new和delete的实现原理5.1 内置类型5.2 自定义类型 6 malloc/free和new/delete的区别

1 C/C++内存分布

在这里插入图片描述
在C/C++程序中,内存通常分为以下几个区域 :

1 代码段:

用于存放程序的机器指令,即编译后的代码。代码段是只读的,防止程序在运行时修改自身指令。

2 数据段 :

包含已经初始化的全局变量和静态变量,这些变量在程序运行期间一直存在分为两个区一个是.data区域用于存放已经初始化的全局变量和静态变量,另一个是.bss区域,用于存放未初始化的全局变量和静态变量并将它们初始化为0.

3 堆区:

用于动态内存分配,程序运行时可以通过malloc、calloc、new来分配内存,使用free、delete来释放内存堆的内存管理有程序员手动执行,管理不当容易造成内存泄漏。

4 栈区 :

用于存放函数调用时的临时数据,局部变量,返回地址和函数参数等

栈的内存都是自动分配和释放的,随着函数的进入和退出,局部变量会自动分配释放。
5 内存映射段 :

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内存,做进程间通信。

2 C语言中动态内存管理方式 :

void Test02(){int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 2);int* p2 = (int*)realloc(p1, 4);int* p3 = (int*)calloc(4, sizeof(int));}

3 C++内存管理方式

3.1 new/delete操作内置类型

void Test03(){//动态申请一个int类型的空间int* p1 = new int;//动态申请一个int类型的空间,初始化为10int* p2 = new int(10);//动态申请10个int类型的空间int* p3 = new int[10];delete p1;delete p2;delete[] p3;}

申请和释放一块空间使用new和delete,申请和释放一段连续的空间就需要使用new[]和delete[]搭配使用

3.2 new和delete操作自定义类型

int main(){//new/delete 和 malloc/free的最大的区别就是new/delete会自动调用自定义类型的构造函数和析构函数A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));A* p2 = new A(1);free(p1);p1 = nullptr;delete p2;return 0;}

运行结果 :
在这里插入图片描述
我们可以看到new和delete自动调用了A类型的构造函数和析构函数。

4 operator new与operator delete

4.1 operator new与operator delete函数

new和delete是用户进行动态申请的操作符,operator new与operator delete是系统提供的全局函数,new在底层通过调用operator new来动态分配空间,delete在底层通过调用operator delete来动态分配空间,

/* operator new:该函数实际通过malloc来申请空间,当malloc申请空间成功时直接返回;申请空间失败,尝试执行空间不足应对措施,如果改应对措施用户设置了,则继续申请,否则抛异常。*/ void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc) { // try to allocate size bytes void *p; while ((p = malloc(size)) == 0) if (_callnewh(size) == 0) { // report no memory // 如果申请内存失败了,这里会抛出bad_alloc 类型异常static const std::bad_alloc nomem; _RAISE(nomem); } return (p); }/* operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的*/ void operator delete(void *pUserData) { _CrtMemBlockHeader * pHead; RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0)); if (pUserData == NULL) return; _mlock(_HEAP_LOCK);  /* block other threads */ __TRY /* get a pointer to memory block header */ pHead = pHdr(pUserData); /* verify block type */ _ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse)); _free_dbg( pUserData, pHead->nBlockUse ); __FINALLY _munlock(_HEAP_LOCK);  /* release other threads */ __END_TRY_FINALLY return; } /* free的实现*/ #define   free(p)     _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)

5 new和delete的实现原理

5.1 内置类型

如果申请的空间是一个空间那么new和delete以及malloc和free基本上没有区别,不同的地方是new/delete分配和释放的是单个元素的空间,而new[]和delete[]分配和释放的是一段连续的空间,如果new的时候失败了会抛异常,malloc失败了会返回NULL。

5.2 自定义类型

new的原理

1 调用operator new函数申请空间
2 在申请的空间上调用构造函数,完成对象的构造

delete的原理
1 在空间上执行析构函数,完成对象中的资源清理工作
2 调用operator delete 函数释放对象的空间

new[]的原理
1 调用operator new[]函数,在operator new[]函数中调用N次operator new函数来完成对象空间的申请。
2 在申请的空间上调用N次构造函数

delete[]的原理
1 在空间上执行N次析构函数,完成N个对象中的资源清理工作
2 调用operator delete[]函数释放空间,实际在operator delete[]中调用N次operator delete函数来释放空间

6 malloc/free和new/delete的区别

他们的共同点:都要在堆上开辟空间,并且都需要用户手动释放
不同点 :

malloc/free是函数,new/delete是操作符malloc开辟的空间不会初始化,new可以初始化malloc申请空间需要手动计算开辟空间的大小,而new只需要在后面加上函数的类型并且在[]中添加需要开辟的数量malloc开辟空间的返回值类型是void*使用时需要强转,而new后跟的是空间类型malloc申请失败会判空,而new失败会抛异常申请自定义类型是只有new/delete会调用函数的构造函数和析构函数

点击全文阅读


本文链接:http://zhangshiyu.com/post/173638.html

<< 上一篇 下一篇 >>

  • 评论(0)
  • 赞助本站

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

关于我们 | 我要投稿 | 免责申明

Copyright © 2020-2022 ZhangShiYu.com Rights Reserved.豫ICP备2022013469号-1