C++动态内存管理

简介:

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前言:

  • C++动态内存管理new与delete
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C/C++的内存分布

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new与delete

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C++与C动态管理的区别

用法上

  1. malloc和free是函数,new和delete是操作符
  2. malloc申请的空间不会初始化,new可以初始化
  3. 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
  4. 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
  5. 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.
  6. 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.

底层上

  1. C++是对C的malloc的封装+自动调用构造函数
  2. 封装对应的是;operator new
  3. 自动调用的是 :定位 new

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operator new

  1. 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。

    /*
    operator new:该函数实际通过malloc来申请空间,当malloc申请空间成功时直接返回;申请空间失败,
    尝试执行空 间不足应对措施,如果改应对措施用户设置了,则继续申请,否则抛异常。
    */
    void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
    {
    // try to allocate size bytes
    void *p;
    while ((p = malloc(size)) == 0)
    if (_callnewh(size) == 0)
    {
    // report no memory
    // 如果申请内存失败了,这里会抛出bad_alloc 类型异常
    static const std::bad_alloc nomem;
    _RAISE(nomem);
    }
    return (p);
    }

operator delete

/*
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
*/
void operator delete(void *pUserData)
{
_CrtMemBlockHeader * pHead;
RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
if (pUserData == NULL)
return;
_mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */
__TRY
/* get a pointer to memory block header */
pHead = pHdr(pUserData);
/* verify block type */
_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
_free_dbg( pUserData, pHead->nBlockUse );
__FINALLY
_munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */
__END_TRY_FINALLY
return;
}

定位new(replacement new)

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  1. 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
  2. 使用格式:
    new (place_address) type或者**new (place_address) type(initializer-list)
    place_address必须是一个指针,initializer-list是类型的初始化列表**
  3. 定位new一般搭配内存池使用。

内存池

一次向堆申请的空间位置是不可知的,这就可能导致在多个动态申请下,有很多浪费的空间,降低内存的利用率。因此C++提出了一个内存池的概念,一次性申请足够用的内存,后续就向内存池进行动态申请。

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