内存管理
内存分布
栈又叫堆栈,非静态局部变量/函数参数、返回值等,栈是向下增长的内存映射段是高效的IO映射方式,用于装载一个共享的动态内存库。用户可以使用系统接口创建共享内存,做进程间通信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
int globalVar = 1;//数据段
static int staticGlobalVar = 1;//数据段
void Test()
{
static int staticVar = 1;//数据段
int localVar = 1;//栈
int num1[10] = {1, 2, 3, 4};//栈
char char2[] = "abcd";//栈
char* pChar3 = "abcd";//代码段
int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof (int)*4);//堆
int* ptr2 = (int*)calloc(4,sizeof(int));
int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2,sizeof(int)*4);
free (ptr1);
free (ptr3);
}
C语言动态内存管理方式
malloc/calloc/realloc函数
int main()
{
//malloc申请一块空间
int* p1 = (int*) malloc(sizeof(int));
free(p1);
//calloc申请一块空间,并初始化为0
int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int));
//realloc对已有的空间进行扩容
int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10);
free(p3);
}
C++内存管理方式
new/delete操作符
内置类型
int main()
{
// 动态申请一个int类型的空间
int* p4 = new int;
// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
int* p5 = new int(10);
// 动态申请10个int类型的空间
int* p6 = new int[3];
delete p4;
delete p5;
delete[] p6
}
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[]
自定义类型
class A
{
public:
//构造函数
A()
{
_a=0;
}
//析构函数
~A()
{
}
private:
int _a;
};
int main()
{
//申请空间+构造函数初始化
A* p1=new A;
//释放空间+析构函数
delete p1;
}
在申请自定义类型的空间时,new会调用构造函数,delete会调用析构函数,而malloc与free不会。
operator new和operator delete
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。
operator new和malloc的区别?
使用方式都一样,处理错误的方式不一样,malloc失败返回0,operator new失败抛出异常(面向对象处理错误的方式)。
new和delete的实现原理
内置类型
如果申请的是内置类型的空间,new和malloc,delete和free基本类似,不同的地方是:new/delete申请和 释放的是单个元素的空间,new[]和delete[]申请的是连续空间,而且new在申请空间失败时会抛异常, malloc会返回NULL
自定义类型
new
调用operator new函数申请空间,在申请的空间上执行构造函数,完成对象的构造 delete
调用operator delete函数释放对象的空间,在空间上执行析构函数,完成对象中资源的清理工作 new []
调用operator new[]函数,在operator new[]中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申请,在申请的空间上执行N次构造函数 delete[]
调用operator delete[]释放空间,实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间,在释放的对象空间上执行N次析构函数,完成N个对象中资源的清理
面试题
malloc/free和new/delete的区别
malloc/free和new/delete 都是从堆上申请空间,并且需要用户手动释放不同之处:
malloc和free是函数,new/delete是操作符malloc不能对申请的空间初始化,new可以初始化malloc申请空间时需要手动计算空间的大小并传递,new只需在后面跟上申请空间的类型malloc的返回值是void*,使用时需要强转,new不需要malloc申请失败时返回NULL,使用时必须判空,new申请失败时抛出异常,需要捕获异常对于自定义类型,malloc/free只会开辟空间,new/delete会调用构造函数/析构函数完成对象的初始化/空间中资源的清理
内存泄漏
内存泄露指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存。
内存泄漏并不是指内存在物理上的消失,而是应用程序分配某段内存后,因为设计错误,失去了对该段内存的控制,因而造成了内存的浪费。
如何在堆上申请4G内存
将程序编译成X64的进程