[C++]C/C++内存管理——喵喵要吃C嘎嘎5

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目录

前言

人生苦短，看开一点；人生冷暖，经历一点；人生功名，看淡一点；人生情谊，温暖一点；祝福送上，快乐一点。

C/C++内存分布

int globalVar = 1;
static int staticGlobalVar = 1;
void Test()
{
 static int staticVar = 1;
 int localVar = 1;
 int num1[10] = { 1, 2, 3, 4 };
 char char2[] = "abcd";
 const char* pChar3 = "abcd";
 int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
 int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));
 int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 4);
 free(ptr1);
 free(ptr3);
}

1. 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。
2. 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课程如果没学到这块，现在只需要了解一下）
3. 堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。
4. 数据段—存储全局数据和静态数据。
5. 代码段—可执行的代码/只读常量。

C++内存管理方式

C语言内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方就无能为力，而且使用起来比较麻烦，因此C++又提出了自己的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理

new/delete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[3];


delete ptr4; delete ptr5; delete[] ptr6;
}

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[]，注意：匹配起来使用。

new和delete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;
}

注意：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与operator delete函数

operator new与operator delete函数（重点）

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：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。
*/
void *  CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{
// try to allocate size bytes void *p;
while ((p = malloc(size)) == 0)
{
// report no memory
// 如果申请内存失败了，这里会抛出bad_alloc 类型异常
static const std::bad_alloc nomem;
_RAISE(nomem);
}


return (p);
}


/*
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
*/
void operator delete(void *pUserData)
{
_CrtMemBlockHeader * pHead;


RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));


if (pUserData == NULL) return;

_mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */
  TRY


/* get a pointer to memory block header */ pHead = pHdr(pUserData);

/* verify block type */
_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));


_free_dbg( pUserData, pHead->nBlockUse );


  FINALLY
_munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */
  END_TRY_FINALLY


return;
}
/*
free的实现
*/
#define	free(p)
//_free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)

重载operator new与operator delete(了解)

字节
void* operator new(size_t size, const char* fileName, const char* funcName, size_t lineNo)
{
void* p = ::operator new(size);
cout << fileName << "-" << funcName << "-" << lineNo << "-" << p << "-"
<< size << endl; return p;
}

// 重载operator delete，在释放空间时：打印再那个文件、哪个函数、第多少行释放
void operator delete(void* p, const char* fileName, const char* funcName, size_t lineNo)
{
cout << fileName << "-" << funcName << "-" << lineNo << "-" << p << endl;
::operator delete(p);
}


int main()
{
// 对重载的operator new 和 operator delete进行调用 int* p = new(  FILE  ,   FUNCTION  ,   LINE  ) int;
operator delete(p,   FILE  ,   FUNCTION  ,   LINE  ); return 0;
}



// 上述调用显然太麻烦了，可以使用宏对调用进行简化
// 只有在Debug方式下，才调用用户重载的 operator new 和 operator delete #ifdef _DEBUG
#define new new(  FILE  ,   FUNCTION  ,   LINE  )
#define delete(p) operator delete(p,   FILE  ,   FUNCTION  ,   LINE  ) #endif

int main()
{
int* p = new int; delete(p); return 0;
}

注意：一般情况下不需要对 operator new 和 operator delete进行重载，除非在申请和释放空间时候有某些特殊的需求。比如：在使用new和delete申请和释放空间时，打印一些日志信息，可以简单帮助用户来检测是否存在内存泄漏。

总结

C/C++内存分bu

C++内存管理方式

new/delete操作内置类型

new和delete操作自定义类型

operator new与operator delete函数

operator new与operator delete函数（重点）

重载operator new与operator delete(了解)

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