C/C++内存管理

1.C/C++内存分布

程序中需要存储的数据有：局部数据、静态数据和全局数据、常量数据、动态申请数据

程序运行起来后，对数据的存储区域进行划分，区域整体叫做 （虚拟）进程地址空间，从高地址向低地址分别为：内核空间、栈（向下增长）、内存映射段（文件映射、动态库、匿名映射）、堆（向上增长）、数据段（全局数据、静态数据）、代码段（可执行代码/只读常量）

2.C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free

3.C++中动态内存管理：new/delete

3.1 操作内置类型

void Test()
{
// 动态申请一个int类型的空间
int* ptr4 = new int;
// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
int* ptr5 = new int(10);
// 动态申请10个int类型的空间
int* ptr6 = new int[10];
delete ptr4;
delete ptr5;
delete[] ptr6;
}

3.2 操作自定义类型

class A
{
public:
    A(int a = 0)
        : _a(a)
    {
        cout << "A():" << this << endl;
    }
    ~A()
    {
        cout << "~A():" << this << endl;
    }
private:
    int _a;
};
int main()
{
    // new/delete 和 malloc/free最大区别是 new/delete对于【自定义类型】除了开空间还会调用构造函数和析构函数
    A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
    A* p2 = new A(1);
    free(p1);
    delete p2;
    // 内置类型是几乎是一样的
    int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // C
    int* p4 = new int;
    free(p3);
    delete p4;
    A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A)*10);
    A* p6 = new A[10];
    free(p5);
    delete[] p6;
    return 0;
}

4.operator new 与 operator delete 函数

5.new和delete的实现原理

5.1 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，并且new在申请空间失败时会抛出异常，malloc会返回NULL

5.2 自定义类型

new的原理

        1.调用operator new函数申请空间

        2.在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造

delete的原理

        1.在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作

        2.调用operator delete函数释放对象的空间

new T[N]的原理

        1.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

        2.在申请的空间上执行N次构造函数

delete[]的原理

        1.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

        2.调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间

6.定位new表达式(placement-new)

7.常见面试题

7.1 malloc/free和new/delete的区别

7.2 内存泄漏