C++初阶C&C++内存管理

Posted 2021-12-06 Huang_ZhenSheng

目录

一，C/C++内存分布 

二，C语言中动态内存管理方式

三，C++内存管理方式

四，operator new与operator delete函数 

五，常见面试题

malloc/free和new/delete的区别：

内存泄露：

如何预防内存泄露：

---

 

一，C/C++内存分布 

1，这几个区域，堆是很大的

2，从图中看，栈和堆差不多，实际栈很小，一般只有8M（LINUX下），所以递归调用深度太深，会导致栈溢出

3，数据段和代码段也不是很大，因为没有多少数据

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";
	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);
}

二，C语言中动态内存管理方式

malloc/calloc/realloc的区别？

calloc等价于malloc+memset(0) 开空间+初始化

realloc是对malloc或calloc的空间进行扩容

三，C++内存管理方式

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "A()" << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A" << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));
	free(p1);

	int* p2 = new int;
	delete p2;

	A* p3 = (A*)malloc(sizeof(A));
	free(p3);

	A*(p4) = new A;
	delete p4;

	return 0;
}

对于自定义类型，new/delete不仅仅会开空间/释放空间，还会调用构造函数和析构函数，而malloc与free不会

四，operator new与operator delete函数 

new  T——》1：申请空间->operator new （如果申请空间失败了，抛异常） 2：构造函数

operator new就是对malloc封装-》申请内存失败了，抛异常

delete T——》1：调用T的析构函数  2：operator delete（p）

class Stack
{
public:
	Stack(int capacity = 4)
		:_a(new int[capacity])
		, _size(0)
		, _capacity(capacity)
	{
		cout << "Stack(int capacity = 4)" << endl;
	}
	~Stack()
	{
		delete[] _a;
		_size = _capacity = 0;
		cout << "~Stack()" << endl;
	}
};
int main()
{
	Stack st;
	Stack* ps = new Stack;
	delete ps;
	return 0;
}

五，常见面试题

malloc/free和new/delete的区别：

特点和用法：

1. malloc和free是函数，new和delete是操作符

2.malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可

3. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型

底层原理区别：

申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成空间中资源的清理

处理错误的方式：

malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需要捕获异常

内存泄露：

int main()
{
	char* p = new char[1024 * 1024 * 1024];
	return 0;
}

上面程序存在内存泄露，一次泄露1G，但是多次泄露，对我们系统好像也没什么影响

一个进程正常结束后，会把映射的内存都会释放掉，所以上面的程序，我们没有主动释放，但是进程结束也释放，那么内存泄露好像也没啥事？因为进程正常结束，都会释放。

其实不是：

第一：进程没有正常结束，僵尸进程，就可能存在一些资源没释放。

第二：长期运行的服务器程序，长期运行，只有升级的时候才会停

内存泄露会导致可用内存越来越少，程序越来越慢，甚至挂掉——事故。

第三：物联网设备：扫地机器人等，内存很小，也会经不起内存泄露的折腾。

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C++需要主动释放内存，java不需要主动释放内存，java后台有垃圾回收器，接管了内存释放

如何预防内存泄露：

1，智能指针

2，内存泄露检测工具：内存泄露检测工具