lesson4-C++内存管理

C/C++内存分布

我们先来看一段代码：

int globalVar = 1;
static int staticGlobalVar = 1;
 
void Test()
{
	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);
}

第一组问题：

• globalVar
• staticGlobalVar
• staticVar
• localVar
• num1

void Test()
{
	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);
}

•    char2      *char2
• pChar3      *pChar
•       ptr1      *ptr1

•    sizeof(num1)
•    sizeof(char2)        strlen(char2) 
• sizeof(pChar3)        strlen(pChar3)
•       sizeof(ptr1)

C语言中动态内存管理方式

malloc/calloc/realloc/free

C++中动态内存管理

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。

new/delete操作内置类型

operator new与operator delete函数

首先我们要明白operator new和operator delete是函数，而new和delete是操作符，他们直接是有联系，但不是重载关系，只是祖师爷起名字这么起。

在operator new函数里调用了malloc函数，也就是说其实可以将他看做是malloc函数的封装，但是不同的是，malloc函数申请空间失败后返回NULL，而operator new函数里实现了判断malloc申请空间失败就抛出异常。

在operator delete函数里也就是调用了free函数，这个函数主要是为了和operator new函数对称匹配。

new和delete的实现原理

对内置类型来说

new操作符底层只调用operator new函数，因为内置类型不需要构造函数和析构函数，所以new也不会调用构造函数

delete操作符只调用operator delete函数，同理，他也不会调用析构函数。

对自定义类型来说

new操作符的底层原理是先调用operator new函数，然后调用构造函数

delete操作符底层原理是先调用析构函数，然后调用operator delete函数

class Stack
{
public:
	Stack(int capacity = 4)
		:_capacity(capacity)
		,_top(0)
	{
		_a = new int[capacity];
		_top++;
 
		cout << "构造" << endl;
	}
 
	~Stack()
	{
		delete[] _a;
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
 
		cout << "析构" << endl;
	}
 
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
 
};
 
int main()
{
 
	Stack* st = new Stack;
    delete st;
 
	return 0;
}

我们可以查看一下汇编代码来理解。

int main()
{
 
	Stack* st2 = new Stack[3];
	delete[] st2;
 
	return 0;
}

实际上三个对象的空间是一次性全部申请好，然后每个对象都调用构造函数。

析构的时候我们明明没有给delete[]传大小，他是怎么知道要析构三次的呢？

我们调试看一下内存

operator new[]本质上还是调用operator new函数

operator delete[]里面调用的是operater delete 

定位new表达式(placement-new)

定位new是在已申请的原始内存空间中掉用一个构造函数初始化一个对象。

这个我们现阶段用不上，毕竟直接创建对象自动调用进行初始化多好，总不能malloc自定义类型的对象，然后使用定位new吧，就像这样：

哪个更好一目了然，我们的定位new真正用途是在内存池那里才会展现。

常见面试题

• malloc和free是函数，而new和delete是操作符
• malloc开辟空间需要计算大小，而new只需要加上类型，如果需要开辟空间，只需要在[]里指定大小即可。
• malloc返回值为void*类型，使用时需要强制转换，而new不需要。
• malloc开辟内存空间失败返回NULL，而new则是抛出异常。
• malloc开辟的内存空间是原始的，不会初始化，也不能初始化，而new开辟的内存空间可以手动初始化，如果是自定义类型，还会自动去调用他的构造函数；而delete在释放内存空间时会先去调用自定义类型对象的析构函数，free不会。