C++|内存管理(1)

简介: C++|内存管理(1)

C/C++内存分布

可划分为四大内存分区:全局/静态存储区和代码区。不同类型的变量存放的区域不同。

堆区

由编程人员手动申请,手动释放,若不手动释放,程序结束后由系统回收,生命周期是整个程序运行期间。

使用malloc或者new进行堆的申请,堆的总大小为机器的虚拟内存的大小。

new操作符本质上是使用了malloc进行内存的申请,new和malloc的区别如下:

(1)malloc是C语言中的函数,而new是C++中的操作符。

(2)malloc申请之后返回的类型是void*,而new返回的指针带有类型

(3)malloc只负责内存的分配而不会调用类的构造函数,而new不仅会分配内存,而且会自动调用类的构造函数。

栈区

系统进行内存的管理。主要存放函数的参数以及局部变量

在函数完成执行,系统自行释放栈区内存,不需要用户管理。

整个程序的栈区的大小可以在编译器中由用户自行设定,VS中默认的栈区大小为1M,可通过VS手动更改栈的大小。64bits的Linux默认栈大小为10MB,可通过ulimit -s临时修改。

静态存储区

全局/静态存储区内的变量在程序编译阶段已经分配好内存空间并初始化。这块内存在程序的整个运行期间都存在,它主要存放静态变量、全局变量和常量

注意:

(1)静态存储区内不存在未初始化的变量,是因为静态存储区内的变量若不显示初始化,则编译器会自动以默认的方式进行初始化。

(2)静态存储区内的常量分为常变量和字符串常量,一经初始化,不可修改。

静态存储内的常变量是全局变量,与局部常变量不同,

区别在于局部常变量存放于栈,实际可间接通过指针或者引用进行修改,

而全局常变量存放于静态常量区则不可以间接修改。

(3)字符串常量存储在全局/静态存储区的常量区。

代码区

存放程序体的二进制代码。比如我们写的函数,都是在代码区的。

总结

【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。

3. 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。

C语言中动态内存管理方式:malloc/calloc/realloc/free

void Test ()
{
    int* p1 = (int*) malloc(sizeof(int));
    free(p1);
    // 1.malloc/calloc/realloc的区别是什么?
    int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int));
    int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10);
    // 这里需要free(p2)吗?
    free(p3 );
}

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

new/delete操作内置类型

void Test()
{
    // 动态申请一个int类型的空间
    int* ptr4 = new int;
    // 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
    int* ptr5 = new int(10);
    // 动态申请10个int类型的空间
    int* ptr6 = new int[10];
    delete ptr4;
    delete ptr5;
    delete[] ptr6;
}

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[]。

new和delete操作自定义类型

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。

operator new与operator delete函数(重要点进行讲解)

operator new与operator delete函数(重点)

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。

operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的

new和delete的实现原理

内置类型

如果申请的是内置类型的空间,new和malloc,delete和free基本类似,

不同的地方是:new/delete申请和释放的是单个元素的空间,new[]和delete[]申请的是连续空间

自定义类型

new的原理

1. 调用operator new函数申请空间

2. 在申请的空间上执行构造函数,完成对象的构造

delete的原理

1. 在空间上执行析构函数,完成对象中资源的清理工作

2. 调用operator delete函数释放对象的空间

new T[N]的原理

1. 调用operator new[]函数,在operator new[]中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申

2. 在申请的空间上执行N次构造函数

delete[]的原理

1. 在释放的对象空间上执行N次析构函数,完成N个对象中资源的清理

2. 调用operator delete[]释放空间,实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间


相关文章
|
2月前
|
编译器 C++ 开发者
【C++】深入解析C/C++内存管理:new与delete的使用及原理(三)
【C++】深入解析C/C++内存管理:new与delete的使用及原理
|
1月前
|
存储 缓存 C语言
【c++】动态内存管理
本文介绍了C++中动态内存管理的新方式——`new`和`delete`操作符,详细探讨了它们的使用方法及与C语言中`malloc`/`free`的区别。文章首先回顾了C语言中的动态内存管理,接着通过代码实例展示了`new`和`delete`的基本用法,包括对内置类型和自定义类型的动态内存分配与释放。此外,文章还深入解析了`operator new`和`operator delete`的底层实现,以及定位new表达式的应用,最后总结了`malloc`/`free`与`new`/`delete`的主要差异。
52 3
|
1月前
|
存储 编译器 Linux
【c++】类和对象(上)(类的定义格式、访问限定符、类域、类的实例化、对象的内存大小、this指针)
本文介绍了C++中的类和对象,包括类的概念、定义格式、访问限定符、类域、对象的创建及内存大小、以及this指针。通过示例代码详细解释了类的定义、成员函数和成员变量的作用,以及如何使用访问限定符控制成员的访问权限。此外,还讨论了对象的内存分配规则和this指针的使用场景,帮助读者深入理解面向对象编程的核心概念。
88 4
|
2月前
|
存储 程序员 编译器
简述 C、C++程序编译的内存分配情况
在C和C++程序编译过程中,内存被划分为几个区域进行分配:代码区存储常量和执行指令;全局/静态变量区存放全局变量及静态变量;栈区管理函数参数、局部变量等;堆区则用于动态分配内存,由程序员控制释放,共同支撑着程序运行时的数据存储与处理需求。
155 21
|
2月前
|
程序员 C++ 容器
在 C++中,realloc 函数返回 NULL 时,需要手动释放原来的内存吗?
在 C++ 中,当 realloc 函数返回 NULL 时,表示内存重新分配失败,但原内存块仍然有效,因此需要手动释放原来的内存,以避免内存泄漏。
|
2月前
|
存储 C语言 C++
【C++打怪之路Lv6】-- 内存管理
【C++打怪之路Lv6】-- 内存管理
48 0
【C++打怪之路Lv6】-- 内存管理
|
2月前
|
存储 C语言 C++
【C/C++内存管理】——我与C++的不解之缘(六)
【C/C++内存管理】——我与C++的不解之缘(六)
|
2月前
|
程序员 C语言 C++
C++入门5——C/C++动态内存管理(new与delete)
C++入门5——C/C++动态内存管理(new与delete)
85 1
|
2月前
|
编译器 C语言 C++
详解C/C++动态内存函数(malloc、free、calloc、realloc)
详解C/C++动态内存函数(malloc、free、calloc、realloc)
358 1
|
2月前
|
存储 安全 程序员
【C++篇】深入内存迷宫:C/C++ 高效内存管理全揭秘
【C++篇】深入内存迷宫:C/C++ 高效内存管理全揭秘
92 3