C++基础语法梳理：内存分配和管理

Posted 2021-10-02 一起学编程

本期是C++基础语法分享的第八节，今天给大家来分享一下：

（1）内存分配和管理；

（2）malloc、free；

（3）new、delete；

（4）定位 new；

（5）delete this 合法吗？

（6）如何定义一个只能在堆上（栈上）生成对象的类？

内存分配和管理

malloc、calloc、realloc、alloca

malloc：申请指定字节数的内存。申请到的内存中的初始值不确定。

calloc：为指定长度的对象，分配能容纳其指定个数的内存。申请到的内存的每一位（bit）都初始化为 0。

realloc：更改以前分配的内存长度（增加或减少）。当增加长度时，可能需将以前分配区的内容移到另一个足够大的区域，而新增区域内的初始值则不确定。

alloca：在栈上申请内存。程序在出栈的时候，会自动释放内存。但是需要注意的是，alloca 不具可移植性, 而且在没有传统堆栈的机器上很难实现。alloca 不宜使用在必须广泛移植的程序中。C99 中支持变长数组 (VLA)，可以用来替代 alloca。

malloc、free

用于分配、释放内存

malloc、free 使用

申请内存，确认是否申请成功

char *str = (char*) malloc(100);
assert(str != nullptr);

释放内存后指针置空

free(p); 
p = nullptr;

new、delete

new / new[]：完成两件事，先底层调用 malloc 分配了内存，然后调用构造函数（创建对象）。

delete/delete[]：也完成两件事，先调用析构函数（清理资源），然后底层调用 free 释放空间。

new 在申请内存时会自动计算所需字节数，而 malloc 则需我们自己输入申请内存空间的字节数。

new、delete 使用

申请内存，确认是否申请成功

int main()
{
    T* t = new T();     // 先内存分配 ，再构造函数
    delete t;           // 先析构函数，再内存释放
    return 0;
}

定位 new

定位 new（placement new）允许我们向 new 传递额外的地址参数，从而在预先指定的内存区域创建对象。

new (place_address) type
new (place_address) type (initializers)
new (place_address) type [size]
new (place_address) type [size] { braced initializer list }

（1）place_address 是个指针

（2）initializers 提供一个（可能为空的）以逗号分隔的初始值列表

delete this 合法吗？

合法，但：

必须保证 this 对象是通过 new（不是 new[]、不是 placement new、不是栈上、不是全局、不是其他对象成员）分配的

必须保证调用 delete this 的成员函数是最后一个调用 this 的成员函数

必须保证成员函数的 delete this 后面没有调用 this 了

必须保证 delete this 后没有人使用了

如何定义一个只能在堆上（栈上）生成对象的类？

只能在堆上

方法：将析构函数设置为私有

原因：C++ 是静态绑定语言，编译器管理栈上对象的生命周期，编译器在为类对象分配栈空间时，会先检查类的析构函数的访问性。若析构函数不可访问，则不能在栈上创建对象。

只能在栈上

方法：将 new 和 delete 重载为私有

原因：在堆上生成对象，使用 new 关键词操作，其过程分为两阶段：第一阶段，使用 new 在堆上寻找可用内存，分配给对象；第二阶段，调用构造函数生成对象。将 new 操作设置为私有，那么第一阶段就无法完成，就不能够在堆上生成对象。

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今天的分享就到这里了，大家要好好学C++哟~

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