C++内存管理是一个复杂但至关重要的主题，它涉及到如何在程序中分配、使用和释放内存。C++提供了多种内存管理机制，包括自动存储期、静态存储期、动态存储期以及手动内存管理。下面我们将详细讨论这些机制。
1. 自动存储期（Automatic Storage Duration）
自动存储期的变量是在函数或代码块内部定义的局部变量。它们的生命周期从定义点开始，到包含它们的函数或代码块执行完毕时结束。这些变量的内存分配和释放由编译器自动处理，因此称为自动存储期。
示例：
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void myFunction() { |
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int localVariable = 42; // 自动存储期变量 |
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// 当 myFunction 返回时，localVariable 的内存被自动释放 |
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} |
2. 静态存储期（Static Storage Duration）
静态存储期的变量在程序的生命周期内都存在。这包括全局变量、静态局部变量以及命名空间作用域的变量。它们的内存分配在程序开始执行时完成，释放则在程序结束时。
示例：
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static int staticVariable = 0; // 静态存储期变量 |
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void anotherFunction() { |
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static int anotherStaticVariable = 0; // 静态局部变量 |
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// anotherStaticVariable 的生命周期跨越多次函数调用 |
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} |
3. 动态存储期（Dynamic Storage Duration）
动态存储期的变量是在运行时通过动态内存分配创建的，如使用 new 运算符。这些变量的生命周期由程序员控制，通过 new 分配内存，并通过 delete 释放内存。
示例：
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int* dynamicVariable = new int(42); // 动态分配内存 |
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// 使用 dynamicVariable ... |
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delete dynamicVariable; // 手动释放内存 |
4. 手动内存管理
在C++中，手动内存管理主要涉及 new 和 delete 操作符，以及它们在处理复杂数据结构（如数组和自定义对象）时的变种 new[] 和 delete[]。使用这些操作符时，必须确保每一个通过 new 或 new[] 分配的内存块最终都通过 delete 或 delete[] 释放，以避免内存泄漏。
注意事项：
· 内存泄漏：忘记释放通过 new 或 new[] 分配的内存会导致内存泄漏，这是程序中的一个常见问题。
· 野指针：释放了内存后，指针并不会自动设置为 nullptr。如果不将指针设为 nullptr，并且之后尝试访问它，将会导致未定义行为，通常称为野指针。
· 智能指针：C++11引入了智能指针（如 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr），它们可以自动管理动态分配的内存的生命周期，减少内存泄漏和野指针的风险。
5. 内存对齐和碎片
除了直接管理内存的生命周期外，还需要考虑内存对齐和碎片的问题。内存对齐是为了提高访问速度，而碎片则是由于频繁地分配和释放不同大小的内存块而产生的未使用空间。
总结：
C++内存管理是一个复杂且需要谨慎处理的主题。了解不同存储期的变量以及它们如何影响内存的使用是非常重要的。同时，使用智能指针和其他现代C++特性可以帮助减少内存管理相关的错误和问题。在实际编程中，应当仔细考虑何时使用动态内存分配，并确保正确地管理这些内存。
