前言：
内存管理
文章目录
一、内存分布二、C和C++中的动态内存管理三、operator new与operator delete函数四、定位 new （了解）五、malloc/free和new/delete的区别
一、内存分布
内存分布通常可以分为以下几个区域：
栈（Stack）：栈用于存储局部变量、函数参数和函数返回地址等信息。且向下增长
堆（Heap）：堆用于动态分配内存，即通过 new、malloc 等关键字在运行时分配内存。
数据段 （全局/静态存储区 Global/Static Storage Area）：全局变量和静态变量在程序启动时被分配在全局/静态存储区域。全局变量在整个程序执行期间都存在，而静态变量具有局部作用域（局部静态变量，例如在函数中声明的静态变量）但生命周期与程序执行期间一样长。全局/静态存储区的内存分配在程序启动时完成，在程序结束时释放。
常量存储区（Constant Storage Area）：常量字符串等常量数据存储在常量存储区，其内容在程序运行期间不可改变。常量存储区的内存通常位于程序的可执行文件中，因此称为常量存储区。
代码区（Code Area）：**代码区存储程序的机器指令，即可执行代码。**代码区通常位于可执行文件的某个特定部分，在程序执行时被加载到内存中供CPU执行。
我们来看一下这些例子：
int globalVar = 1;//globalVar是全局变量，存在数据段上static int staticGlobalVar = 1;//staticGlobalVar是静态变量，存在数据段上int main(){ static int staticVar = 1;//staticVar局部静态变量，存在数据段上 int localVar = 1;//localVal是局部变量，在栈上 int num1[10] = { 1, 2, 3, 4 };//num1局部变量，在栈上 //char2是数组名，首元素地址，存在栈上； //*char2，实际上是字符'a'且字符串"abcd"也是在栈中，所以*char2同样存在栈中 char char2[] = "abcd";//pChar3是指针变量，存放在栈中;//因为加了const修饰，所以字符串常量"abcd"存储在常量存储区，只读操作，不可修改；如果没有const修饰，就存在栈中，因此加了const修饰后，*pChar3储存在常量区 const char* pChar3 = "abcd";//ptr1是指针变量，存在栈中；*ptr1是分配的内存，存在堆中 int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 4); free(ptr1);}二、C和C++中的动态内存管理
C 中的动态内存管理
动态内存分配函数：C 中的动态内存分配函数包括 malloc(), calloc(), realloc()。例如：
int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10); // 分配一个包含 10 个整数的内存块释放动态分配的内存：使用 free() 函数可以释放动态分配的内存，防止内存泄漏。例如：
free(ptr); // 释放动态分配的内存C++ 中的动态内存管理
动态内存分配运算符：C++ 中使用 new 运算符来动态分配内存。例如：
int* ptr1 = new int(1); // 分配一个整型并初始化int* ptr2 = new int[10]; // 分配一个包含 10 个整数的内存int* ptr3 = new int[5] = {1, 2, 3, 4, 5};// 分配五个整型并初始化释放动态分配的内存：使用 delete 运算符释放动态分配的内存，与 C 中的 free() 相对应。例如：
// 释放动态分配的内存delete ptr1;delete[] ptr2; delete[] ptr3;三、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。
而operator new 和 operator delete 在大多数系统中，底层会使用 malloc 和 free来分配或释放内存，但在一些特定的环境中，可能会使用其他的内存分配和释放函数。
四、定位 new （了解）
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。
一般的 new 表达式会分配内存并在该内存上构造对象，而定位 new 表达式则允许你提供一个已经分配的内存地址来构造对象。
定位new表达式的基本语法：
new (pointer) Type(initializer)其中，pointer 是一个指向要构造对象的内存位置的指针，Type 是要构造的对象类型，initializer 是可选的初始化参数。
以下是一个示例，演示了如何使用定位new表达式：
#include <iostream>class MyClass {public: MyClass(int value) : m_value(value) { std::cout << "Constructing MyClass with value: " << m_value << std::endl; }private: int m_value;};int main() { // 分配内存 char buffer[sizeof(MyClass)]; // 在给定内存位置上构造对象 MyClass* obj = new (buffer) MyClass(42); return 0;}
在这个示例中，我们首先分配了足够大的内存缓冲区（buffer），然后使用定位new表达式在该缓冲区上构造了一个 MyClass 对象。注意，我们在构造对象后，可以像常规指针一样使用该对象。
定位new表达式的一个常见用途是在特定的内存位置上构造对象，比如在实现自定义内存池或者对象池时。
五、malloc/free和new/delete的区别
不同点：
malloc 和 free 是 C 语言中的函数，而 new 和 delete 是 C++ 中的操作符。
malloc 分配的内存不会初始化，而 new 可以初始化。但是需要注意，对于内置类型（如 int、double 等），new 分配的内存并不会被初始化。
malloc 需要手动计算空间大小并传递，而 new 不需要，因为它知道要分配的类型的大小。对于数组，new 可以使用 [] 指定对象个数。
malloc 的返回值是 void*，需要显式转换为目标类型，而 new 返回的是所分配类型的指针，不需要显式转换。
当内存不足时，malloc 返回 NULL，需要检查是否为 NULL，而 new 抛出 std::bad_alloc 异常。
对于自定义类型，malloc 和 free 只是分配和释放内存，并不会调用构造函数和析构函数。而 new 在分配内存后会调用构造函数初始化对象，delete 在释放内存前会调用析构函数。
共同点：
都用于从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。
如果你喜欢这篇文章，点赞?+评论+关注⭐️哦！
欢迎大家提出疑问，以及不同的见解。