C++内存管理【new 和 delete 关键字】笔记

文章目录

- 一、内存管理
- 二、C++内存管理
- - [(1) new 和delete 关键字](#(1) new 和delete 关键字)
  - [(2) 类成员的new 和 delete](#(2) 类成员的new 和 delete)
  - [(3) 底层原理(operator new 和 operator delete)](#(3) 底层原理(operator new 和 operator delete))
- 三、自定义类型多开4字节空间存储对象个数
- 四、内存池

一、内存管理

内存分布：

栈 -> 局部变量，形参，常变量;

堆 -> 动态申请的空间;

数据段（静态区）-> static静态变量, 全局变量;

代码段（常量区）-> 字面量，字符串。

解释变量存在哪里？

c 复制代码

int globalVar = 1;	// 全局变量，存在静态区
static int staticGlobalVar = 1;	// 静态全局变量，静态区

void Test()
{
	static int staticvar = 1;	// 静态局部变量，静态区
	int localvar = 1;	//局部变量， 栈区
	int num1[10] = { 1,2,3,4 };	//局部变量，栈区

	char char2[] = "abcd";	// 局部变量，栈区。-> "abcd" 存在常量区，char2 拷贝字符串数据到栈区。
	// *char2 是字符'a'，也存在栈区。
	const char* pChar3 = "abcd";	// const 修饰的常变量，pChar3存在栈区，指向常量区的字符串。
	// *pChar3 是字符串"abcd", 在常量区。
	int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);	// ptr1 是存储在栈上的局部变量，存储堆区的地址。
	// *ptr1 动态开辟的地址，在堆区。

	int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));	// 开辟4个int类型的空间，并初始化为0。
	int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 4);	// 动态扩容，调整空间大小（后面内存足够->原地扩，不够->异地扩）
	free(ptr1);
	free(ptr3);	// 一旦使用realloc, 原来地址ptr2 已经被free()了，不能在使用，也不能在free()。
}

二、C++内存管理

(1) new 和delete 关键字

关键字要匹配

new int -> delete
new int[10] -> delete[]

c 复制代码

int main()
{
	// 动态申请一个int类型的空间，默认随机值，不会初始化。
	int* p1 = new int;

	// 动态申请一个int类型的空间，并初始化
	int* p2 = new int(10);

	// 动态申请10个int类型的空间
	int* p3 = new int[10];
	// 动态申请10个int类型的空间
	int* p4 = new int[10] {10, 9, 8, 7};

	// 释放空间
	delete p1;
	delete p2;

	// 释放连续的空间
	delete[] p3;
	delete[] p4;

	return 0;
}

(2) 类成员的new 和 delete

c 复制代码

class A
{
public:
	A(int a=0)
		:_a(a)
	{	
		cout << "A():" << this << endl;
	}

	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
    
private:
	int _a;
};

int main()
{
	// 动态开辟一个自定义类型 A 空间。-> 调用构造函数
	A* p1 = new A(10);	
	delete p1;	// 释放空间 -> 调用析构函数

	A* p2 = new A[10]{ 1,2,3,4,5,6,7,8 };
	delete[] p2;

	return 0;
}

new/delete 和 malloc/free 最大的区别是：new/delete 对于【自定义类型】除了开空间外，还会调用构造函数和析构函数
在动态申请空间时，new 调用构造，delete 调用析构。malloc和free不会。

(3) 底层原理(operator new 和 operator delete)

new 调用 operator new + 构造
- operator new 调用 malloc()
- 相当于new封装operator new, operator new 封装 malloc()
- new 的底层仍然是 malloc()函数
new Type[N] 调用 operator new Type[N]
- operator new Type[N] 调用 operator new + N次构造
- operator new 调用 malloc()
delete 调用 operator delete + 析构
- operator delete 调用 free()
C++中 new 动态开辟失败, 使用try{}catch(exception& e){} 捕获异常

c 复制代码

try
{
	function();	
}
catch (const exception& e)
{
    cout << "e.what()" << endl;
}

**总结：**new 最终还是调用malloc()实现； delete 最终调用free() 实现。

new -> operator new -> malloc()

delete -> operator delete -> free()

三、自定义类型多开4字节空间存储对象个数

c 复制代码

A* p1 = new A[10];

在显示写了析构函数的情况下：

new 开辟了44字节空间，多的4字节空间存储对象的个数，用来对p1 释放空间时使用。

    /*
    ______________________________
    |__4Byte__|_____40Byte_______|
    /|\		 /|\
     |		  |
     |		  p1指向位置
     |
     实际开空间位置
    */

不显示写析构函数，不会多开辟4字节空间。
对于内置类型，也不多开辟空间。

四、内存池

池转换技术，线程池，连接池...