【C++】内存管理

1. 内存分布

【说明】

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。
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。（Linux课程重点学习）
堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。
数据段--存储全局数据和静态数据。
代码段--可执行的代码/只读常量。

2. C++内存管理方式

a. new , delete 操作内置类型

代码举例

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int* pa = new int;
  // 相当于在堆上开辟了一个 int 类型的空间
	delete pa;
	int* pb = new int(10);
  //相当于在堆上开辟了一个 int 类型的空间并且初始化为 10
	delete pb;
	int* pc = new int[10];
  //相当于在堆上开辟了十个 int 类型的空间
	delete[] pc;
}

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[]
要搭配使用（如：malloc 对应 free , new 对应 delete）

b. new和delete操作自定义类型

代码举例

#include <iostream>
using namespace std;
class stack
{
public:
	stack()
	{
		cout << "stack()" << endl;
		_a = new int[10];
		_top = 0;
		_capacity = 10;
	}
	~stack()
	{
		cout << "~stack()" << endl;
		delete _a;
	}
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
int main()
{
	stack* p = new stack;
  //先开辟空间，再调用构造函数
	delete p;
  //先调用析构函数，再销毁 p 开辟的空间
}

运行结果：

注意：

C 语言中的 malloc / realloc 对于自定义类型不会进行调用它的构造函数和析构函数

3. operator new与operator delete函数

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。

注意：

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；失败则会抛出bad_alloc 类型异常
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的

4. 定位new表达式(placement-new)

定位new表达式是在已分配的原始内存空间中调用构造函数初始化一个对象。

代码举例1

#include <iostream>
using namespace std;
class stack
{
public:
	stack()
	{
		cout << "stack()" << endl;
		_a = new int[10];
		_top = 0;
		_capacity = 10;
	}
	~stack()
	{
		cout << "~stack()" << endl;
		delete _a;
	}
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
int main()
{
	stack* p = (stack *)malloc(sizeof(stack));
	new(p)stack;
  //调用构造函数
	p->~stack();
  //调用析构函数
	free(p);
}

代码举例2

#include <iostream>
using namespace std;
class stack
{
public:
	stack(int capcity)
	{
		cout << "stack()" << endl;
		_a = new int[capcity];
		_top = 0;
		_capacity = capcity;
	}
	~stack()
	{
		cout << "~stack()" << endl;
		delete _a;
	}
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
int main()
{
	stack* p = (stack *)malloc(sizeof(stack));
	new(p)stack(4);
	p->~stack();
	free(p);
}