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C++第十二弹---内存管理(上)

26 人参与  2024年03月28日 14:40  分类 : 《我的小黑屋》  评论

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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

总结


1、C/C++内存分布


我们先来看下面的一段代码和相关问题。
 

int globalVar = 1;static int staticGlobalVar = 1;int main(){static int staticVar = 1;int localVar = 1;int num1[10] = { 1, 2, 3, 4 };char char2[] = "abcd";const char* pChar3 = "abcd";int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 4);free(ptr1);free(ptr3);return 0;}

1. 选择题:
选项 : A.栈 B.堆 C.数据段(静态区) D.代码段(常量区)
1、globalVar在哪里?

根据上面的代码可知,glovalVar是在main函数外创建的变量,即在全局创建的变量,全局变量存放在数据段(静态区)中。

2、staticGlobalVar在哪里?

staticGlobalVar是在main函数外创建的静态变量,即在全局创建的静态变量,全局静态变量存放在数据段(静态区)中。
3、staticVar在哪里?

staticVar是在main函数内部创建的静态变量,即在局部创建的静态变量,局部静态变量存放在数据段(静态区)中。

4、localVar在哪里?

localVar是在main函数内部创建的变量,即在局部创建的普通变量,局部创建的普通变量存放在栈区
5、num1 在哪里?

num1是在main函数内部创建的数组的数组名,即在局部创建的多个普通变量,局部创建的普通变量存放在栈区
6、char2在哪里?

char2是在main函数内部创建的数组的数组名,即在局部创建的多个普通变量,局部创建的普通变量存放在栈区

7、* char2在哪里?

*char2是对数组的的首元素进行解引用,解引用的值存放在哪个区域,*char2的则存放在哪个区域,*char2是数组的第一个字符,即字符常量中的第一个元素,字符常量存放在代码段(常量区),因此*char2存放在代码段(常量区)
8、pChar3在哪里?

pChar3是在main函数内部创建的const修饰的常指针变量,实质还是一个局部创建的变量,只是该变量的值不能修改,因此pChar3存放在栈区

9、* pChar3在哪里?

*pChar3是对数组的的首元素进行解引用,解引用的值存放在哪个区域,*pChar3的则存放在哪个区域,*pChar3是常量字符串的第一个字符,字符常量存放在代码段(常量区),因此*pChar3存放在代码段(常量区)
10、ptr1在哪里?

ptr1是在main函数内部创建的指针变量,实质还是一个局部创建的变量,因此pChar3存放在栈区。(ptr2、ptr3同理)

11、* ptr1在哪里?

*ptr1是对数组的的首元素进行解引用,解引用的值存放在哪个区域,*ptr1的则存放在哪个区域,*ptr1是通过动态开辟的空间,动态开辟的空间存放在堆区,因此*ptr1存放在堆区。(ptr2、ptr3同理)

2. 填空题:

a、sizeof计算的是变量占用空间的大小,单位为字节;如果操作数是类型的话,计算的是使用类型创建的变量所占内存空间的大小,计算在编译阶段完成。

b、strlen计算的是\0之前的字符个数,是一个函数,参数为指针。


1、sizeof(num1) = ____;

根据sizeof计算规则,计算的是变量占用空间的大小,num1为数组名,数组名单独放在sizeof内部计算的是整个数组的大小,因此该大小为40字节。(下面讲解了数组名的三个含义)
2、sizeof(char2) = ____;

char2为数组名,单独放在sizeof内部,计算的是整个数组的大小,因此该大小为5字节(因为双引号包裹的字符串会自动在数组的末尾添加\0)。

3、strlen(char2) = ____;

char2为数组名,代表数组的首地址,\0之前有4个元素,因此长度为4
4、sizeof(pChar3) = ____;

pChar3是一个const修饰的指针变量,指针变量的大小跟环境有关,32位(x86)环境为4字节,64位(x64)环境为8字节。

5、strlen(pChar3) = ____;

pChar3指向常量字符串的首地址,\0之前有4个元素,因此长度为4
6、sizeof(ptr1) = ____;

ptr1为指针变量,指针变量的大小跟环境有关,32位(x86)环境为4字节,64位(x64)环境为8字节。

注意:

数组名的含义:

1、数组名单独放在sizeof内部计算的是整个数组大小。

2、&数组名是取的整个数组的地址。

3、除此之外数组名都是数组首元素地址。

3. sizeof 和 strlen 区别?

在博主的C语言第二十三弹---指针(七)有详细的讲解,需要复习的uu可以直接去看该文章喔。~~~

【说明】

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。(暂时了解接口,后面还会详细讲解)
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。

2、C语言中动态内存管理方式
 

int main(){int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));    // 判断是否成功开辟free(p1);// 1.malloc/calloc/realloc的区别是什么?int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));    // 判断是否成功开辟int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int) * 10);    // 判断是否成功开辟// 这里需要free(p2)吗?free(p3);}

根据上面C语言动态开辟内存的代码可以感觉到,C语言动态开辟内存还是较为麻烦的,需要调用库函数,还要计算开辟空间的大小,还需要判断是否开辟好空间,开辟自定义类型空间也较麻烦。因为这些原因C++有了另外一种更便捷的方式动态开辟内存。

3、C++内存管理方式


C语言内存管理方式在C++中可以继续使用,但有些地方就无能为力,而且使用起来比较麻烦,因
此C++又提出了自己的内存管理方式:通过new和delete操作符进行动态内存管理。


3.1、new/delete操作内置类型

// new/delete操作内置类型int main(){// 1、用法上,比malloc更简洁,不需要计算类型大小int* p = (int*)malloc(sizeof(int));// 动态申请一个int类型大小空间int* p1 = new int;*p1 = 10;// 动态申请10个int类型大小空间int* p2 = new int[10];for (int i = 0; i < 10; i++){p2[i] = i;}// 2、可以控制初始化int* p3 = new int[10] {1, 2, 3, 4, 5};// 申请10个int类型大小空间并不完全初始化int* p4 = new int(20);// 创建一个int类型大小空间并初始化为20// 3、new失败了以后抛异常,不需要手动检查delete p1;delete[] p2;delete[10] p3;//[]内数字可有可无,编译器会自动识别delete p4;return 0;}

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[],注意:匹配起来使用,申请多个元素空间不通过delete[]释放可能释放失败。


3.2、new和delete操作自定义类型
 

屏蔽malloc动态申请的内存和屏蔽new动态申请的内存进行对比,就能知道new/delete会调用构造函数和析构函数。内置类型区别不大。

// new/delete对于自定义类型会调用构造函数和析构函数class A{public:A(int a):_a(a){cout << "A()" << endl;}~A(){cout << "~()" << endl;}private:int _a;};int main(){// malloc/free申请空间A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));if (p1 == NULL){perror("malloc fail");exit(-1);}free(p1);//new/delete  A* p2 = new A(1);delete p2;return 0;}

注意: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。

总结


本篇博客就结束啦,谢谢大家的观看,如果公主少年们有好的建议可以留言喔,谢谢大家啦!


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