【C++】内存管理(上)

简介: 【C++】内存管理

1. C/C++内存分布

首先先看这样一幅图:

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. 堆 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

了解之后,我们就知道应该存到哪里了:

既然了解了,那我们来练一练:

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);
}

 


1. 选择题:

 选项 : A . 栈   B . 堆   C . 数据段 ( 静态区 )   D . 代码段 ( 常量区 )

 globalVar 在哪里? ____   staticGlobalVar 在哪里? ____

 staticVar 在哪里? ____   localVar 在哪里? ____

 num1 在哪里? ____

 char2 在哪里? ____   * char2 在哪里? ___

 pChar3 在哪里? ____       * pChar3 在哪里? ____

 ptr1 在哪里? ____         * ptr1 在哪里? ____

2. 填空题:

 sizeof ( num1 ) = __40__ ;

 sizeof ( char2 ) = __5__ ;       strlen ( char2 ) = __4__ ;

 sizeof ( pChar3 ) = __4/8__ ;     strlen ( pChar3 ) = _4___ ;

 sizeof ( ptr1 ) = __4/8__ ;

怎么样?有模糊不清楚的吗?


globalVar 属于全局变量,就在数据段


staticGlobalVar 属于静态变量,就在数据段


staticVar 虽然在函数中,但是是静态变量,也在数据段


localVar 是局部变量,就在栈区


num1局部变量,就在栈区



char2是局部变量,存储字符串的数组,就在栈区


*char2 是char2数组中首元素地址解引用,就是数组中的第一个内容,就在栈区


pChar3是指针变量,存储常量字符串的地址,就在栈区


*pChar3是解引用,就是常量字符串,就在代码段


ptr1是指针变量,存储在堆上开辟的空间变量的地址,就在栈区


*ptr1解引用,堆上开辟空间第一个元素的地址解引用,就在堆区



3. sizeof 和 strlen 区别是,sizeof()计算所有成员个数的总大小,strlen()是统计字符串的字符个数,遇到斜杠零就停止


你懂了吗?


2.C语言中内存管理的方式

malloc:

在内存的动态存储区中分配一块长度为size字节的连续区域,参数size为需要内存空间的长度,返回该区域的首地址


calloc:

与malloc相似,不过函数calloc() 会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零


realloc:

给一个已经分配了地址的指针重新分配空间,可以做到对动态开辟内存大小的调整。


这也是他们三个之间的区别


3. 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 。

当然,new和malloc最大的区别在于:自定义类型的内存空间的开辟,内置类型没有区别。

1.new/delete操作内置类型

void Test()
{
  // 动态申请一个int类型的空间
  int* ptr1 = new int;
  // 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
  int* ptr2 = new int(10);
  // 动态申请10个int类型的空间
  int* ptr3 = new int[10];
  //动态申请10个int类型空间,但只初始化前四个,后面还是默认初始化0
  int* ptr3 = new int[10]{1,2,3,4};
  delete ptr1;
  delete ptr2;
  delete[] ptr3;  //一次性会全部释放
}

需要注意的是: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[],注意:匹配起来使用。否则会出现不同的错误,比如内存泄露


2.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 。

class A
{
public:
    A(int a = 0)
        : _a(a)
    {
        cout << "A():" << this << endl;
    }
    ~A()
    {
        cout << "~A():" << this << endl;
    }
private:
    int _a;
};
int main()
{
    // new/delete 和 malloc/free最大区别是 new/delete对于【自定义类型】除了开空间
   // 还会调用构造函数和析构函数
    A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A) * 10);   //malloc开辟
    A* p2 = new A[10];                    //new开辟
    free(p1);      //free释放
    delete[] p2;   //delete释放
    return 0;
}

确实说明了,new,delete和malloc,free对于自定义类型开辟空间的区别:new,delete除了开辟空间,还会调用构造函数和析构函数。


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