前言
前面已经介绍了类和对象，对C++面向对象编程已经有了全面认识，接下来要学习对语言学习比较重要的是对内存的管理。
一、内存的分区
- 代码区：存放程序的机器指令，通常是可共享的，并且通常为只读的，以防止程序意外修改自身的代码。
- 全局/静态存储区：存放全局变量和静态变量，这些变量在程序的整个生命周期内都存在。
- 堆区：用于动态分配内存，程序运行时根据需要通过malloc、calloc、realloc等函数在堆区中分配内存空间。
- 栈区：存放函数的局部变量和函数调用的参数，由编译器自动管理，遵循后进先出的原则。
- 常量区：存放常量数据，如字符串字面量，这些数据在程序运行期间不可修改。
- 代码区：存放程序的二进制代码，是程序执行指令的存储空间。
二、C语言中的内存管理（参考）
malloc函数用于动态分配指定大小的内存空间，并返回指向该内存的指针。如果分配成功，返回非NULL指针；否则返回NULL。calloc函数除了分配内存外，还会将分配的内存初始化为零。
realloc函数用于调整已分配内存的大小，可能会移动内存块以适应新的大小要求。free函数用于释放之前通过动态内存分配函数分配的内存空间
三、C++中的内存管理
C++内存分配
不同于C语言，C++有着自己独立动态内存开辟的方法：
主要通过new和delete操作符来实现。new操作符用于分配单个对象或数组，而delete和delete[]分别用于释放这些对象或数组所占用的内存.
下面是new和delete应用的实例：
//动态申请一个int大小空间 int* p0 = new int; //动态申请一个int大小空间并且初始化为0 int* p1 = new int (0); //动态申请10个int大小空间 int* p2 = new int[10]; //动态申请10个int大小空间并且初始化为0 int* p3 = new int[10] {0}; delete p0; delete p1; delete[] p2; delete[] p3;
注意
- 不要使用delete释放非new开辟的空间
- 不要使用delete释放同一块空间两次
- 如果使用new [ ] 开辟数组进行内存分配，应该使用delete [ ] 来释放
- 如果new对一个实体进行内存分配，应该使用delete（没有方括号）进行释放
四、new 和 delete深度探索
有关operator new 和operator delete
operator new
operator new是一个特殊的操作符，用于动态分配内存。它与new操作符密切相关，但它们在语义上有所区分。new操作符是一个高级操作符，它不仅分配内存，还自动调用对象的构造函数。operator new仅负责分配内存，不涉及对象的构造。operator new可以被重载，以便为特定的类或全局范围提供自定义的内存分配策略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。
通俗的讲 ，new 不仅仅可以进行空间开辟，针对自定义类型会调用其构造函数，而new也是调用重载（operator new），进行内存的分配，然而 operator new 进行内存分配是通过malloc进行实现的，这正是区别于C语言的其中一点。
关于时间类和汇编语言：
class Date { public: Date(int year = 1,int month = 1,int day = 1) :_year(year) ,_month(month) ,_day(day) {} ~Date() { _year = 0; _month = 0; _day = 0; } private: int _year = 1; int _month = 1; int _day = 1; }; Date* d1 = new Date; 00007FF62A0D19FC mov ecx,0Ch 00007FF62A0D1A01 call operator new (07FF62A0D103Ch) 。//调用operator new内存分配 00007FF62A0D1A06 mov qword ptr [rbp+108h],rax 00007FF62A0D1A0D cmp qword ptr [rbp+108h],0 00007FF62A0D1A15 je main+5Dh (07FF62A0D1A3Dh) 00007FF62A0D1A17 mov r9d,1 00007FF62A0D1A1D mov r8d,1 00007FF62A0D1A23 mov edx,1 00007FF62A0D1A28 mov rcx,qword ptr [rbp+108h] 00007FF62A0D1A2F call Date::Date (07FF62A0D13D4h) // 调用构造函数 00007FF62A0D1A34 mov qword ptr [rbp+118h],rax 00007FF62A0D1A3B jmp main+68h (07FF62A0D1A48h) 00007FF62A0D1A3D mov qword ptr [rbp+118h],0 00007FF62A0D1A48 mov rax,qword ptr [rbp+118h] 00007FF62A0D1A4F mov qword ptr [rbp+0E8h],rax 00007FF62A0D1A56 mov rax,qword ptr [rbp+0E8h] 00007FF62A0D1A5D mov qword ptr [d1],rax
operator delete
operator delete是一个全局函数，用于释放之前通过operator new分配的内存。- 它是
new操作符的逆运算，负责在内存释放时执行必要的清理工作。
operator delete通常在delete表达式中被隐式调用，用于释放单个对象或对象数组的内存- 在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作
- 调用operator delete函数释放对象的空间（通过free）
00B72150 push ebp 已用时间<=1ms 00B72151 mov ebp,esp 00B72153 sub esp,0cCh 00B72159 push ebx 00B7215A push esi 00B7215B push edi 00B7215C push ecx 00B7215D lea edi,[ebp-0Ch] 00B72160 mov ecx,3 00B72165 mov eax,0cccccccch 00B7216A rep stos dword ptr es:[edi] 00B7216C pop ecx 00B7216D mov dword ptr [this],ecx 00B72170 mov ecx,dword ptr [this] 00B72173 call A::~A (0B7154Bh) //调用析构函数 00B72178 mov eax,dword ptr [ebp+8] 00B7217B and eax,1 00B7217E je __call_empty_init_list_helper<A>+0Eh (0 00B72180 push 4 00B72182 mov eax,dword ptr [t. ebp 15990024 00B72185 push eax 00B72186 call operator delete (0B710AAh) //释放空间 00B7218B add esp,8 00B7218E mov eax,dword ptr [this] 00B72191 pop edi 00B72192 pop esi
小结
new 和delete 调用的时候内部调用的顺序
- new 先进行空间的开辟（
malloc），在进行对象的实例化 - delete先进行析构函数的调用，进行资源的销毁，在进行空间的释放（
free）
五、replacement new
在C++中new操作符通常用于在堆上分配内存并调用对象的构造函数。除了常规的new操作符外，C++还提供了operator new和placement new两种替代机制。operator new是new操作符内部使用的函数，可以被重载以提供自定义的内存分配策略。而placement new是一种特殊的new表达式，它允许在已分配的内存上构造对象，而不是分配新的内存。
//用法 new(place_address)type
应用场景：
池化技术：
化技术在C++编程中通常指的是预先分配一定数量的资源（如内存、线程等）并存储在一个“池”中，以便在程序运行时可以快速地从中获取和返回资源，而不是每次都进行昂贵的动态分配和释放操作。
这个就是进行已有空间进行对象实例化
六、C语言和C++内存分配的区别
区别malloc free new delete
malloc和free是函数，而new和delete是操作符malloc不可以初始化而new可以初始化malloc进行内存分配的时候是手动计算空间的大小，而new后面跟类型，大小在[ ]中指定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malloc申请空间失败是返回NULL，而new申请空间失败是捕获异常- 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
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申请空间失败是返回NULL，而new申请空间失败是捕获异常
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
