C++中的五种内存

在C++中内存分为五个区：堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。

堆区：用户使用new获得的内存在这里。用户需要自行管理其声明周期，也就是说一个new要对应一个delete，如果因为某些原因（之后我会说明一些可能的原因）内存没有被释放，那么在程序结束后，会由操作系统自行回收，这显然不是我们想看到的。

栈区：存储局部变量、函数参数等，比方说你在某个函数里定义了一个int变量a，这个a就存放在栈区。这块内存的生命周期由系统管理，不需要我们去操心。

自由存储区：用malloc分配的内存放置在这里。这块内存和堆很相似，不过是使用free来释放内存的。

全局/静态存储区：存放全局变量和静态变量。

常量存储区：存放常量，不允许更改。

new和delete

void testDelete(){
    int *p = new int;
    cout << *p << endl;
    cout << &p << endl;
    *p=1;
    cout << *p << endl;
    cout << &p << endl;
    delete p;
    cout << *p << endl;
    cout << &p << endl;
    p = nullptr; //程序到此停止执行
    cout << *p << endl;
    cout << &p << endl;
}

可以看出 delete指针并非将该指针弃置不用，而是将其指向的内存中的数据清除，但是指针仍然指向原来的内存！

如果我们想按照delete的英文本意，把这个指针从世界上彻底销毁，需要将指针的值赋为nullptr

智能指针

如果可以，我们应该使用STL提供的shared_ptr和unique_ptr替换原始指针，这样我们可以不用自行管理内存的生命周期，获得类似JAVA和C#的自动内存回收体验。

shared_ptr<int> p = make_shared<int>(1);

shared_ptr<int> q(new int(2));

注意：

不要使用相同的内置指针初始化（或reset）多个智能指针。

不delete get()返回的指针

不适用get()初始化或reset另一个智能指针

如果使用了get()返回的指针，记住当最后一个对应的智能指针销毁后，你的指针就变为无效了。

不过你使用智能指针管理的资源不是new分配的内存，记住传递给它一个删除器。

allocator类

该类帮助我们将内存分配和对象构造分离开来，它分配的内存是原始的、未构造的。

allocator<string> alloc;//可以分配string的allocator对象

auto const p = alloc.allocate(n);//分配n个未初始化的string

malloc/free

从C程序员转换过来的C++程序员总是有个困惑：new/delete到底究竟和C语言里面的malloc/free比起来有什么优势？或者是一样的？

malloc/free只是对内存进行分配和释放；new/delete还负责完成了创建和销毁对象的任务。

new的安全性要高一些，因为他返回的就是一个所创建的对象的指针，对于malloc来说返回的则是void*，还要进行强制类型转换，显然这是一个危险的漏洞。

我们可以对new/delete重载，使内存分配按照我们的意愿进行，这样更具有灵活性，malloc则不行。

不过，new/delete也并不是十分完美，大概最大的缺点就是效率低（针对的是缺省的分配器），原因不只是因为在自由存储区上分配（和栈上对比），而且new只是对于堆分配器（malloc/realloc/free）的一个浅层包装，没有针对小型的内存分配做优化。另外缺省分配器具有通用性，它管理的是一块内存池，这样的管理往往需要消耗一些额外空间。我们可以针对new/delete进行重写以追求更高的效率，对于这方面更深入的探讨可以参考《Effective C++》第八章。

static void* operator new(size_t sz);

   static void operator delete(void* p);

new 对象实际上做了2件事：调用opeator new，在自由存储区分配一个sizeof(A)大小的内存空间；然后调用构造函数A()，在这块内存空间上类砖砌瓦，建造起我们的对象。

同样对于delete，则做了相反的两件事：调用析构函数~A()，销毁对象，调用operator delete，释放内存。