c++动态内存管理

       **c语言动态内存管理**

c中关于动态内存的标准库函数：malloc() ，calloc() ,realloc(),free()

以下是关于这几个函数的介绍：

1、malloc(),用于动态开辟内存（堆空间），返回类型为void *，参数（size_t size）是无符号整型表示要开辟的空间大小，单位是字节，

2、calloc(),用于动态开辟内存（堆空间），返回类型为void *，参数有
（size_t num， size_t size ），表示开辟num个大小为size的空间，

3、realloc(),用于修改已经分配好的内存块的大小，返回类型为void ，参数（void memblock, size_t size），memblock是指向内存块的指针，size表示要开辟的空间大小；如果是扩大一个内存块，并且内存块能满足要开辟的大小，则内存块中原来的内容保持不变，新添加的内存添加在原来内存块的后面，若不能满足，则需重新开辟一块空间，并将原来的内容拷贝到新内存中，详见下图：

若是缩小一个内存块，该内存块尾部部分内存会被释放，剩余部分不变，如果memblock是空指针时，则和malloc()函数功能一样；

malloc()和calloc()都用于开辟内存，那它们有何区别？

malloc()开辟空间后，未将其内容进行初始化，内容为随机值；
calloc()开辟空间后，并将其内容初始化为0；

4、free(),用于释放内存空间，返回类型为void ，参数( void* memblock）memblock是指向内存的指针；

*注意：这四个函数必须搭配使用，即用malloc()、realloc()、calloc()时必须使用free(),这样可以避免内存泄漏甚至崩溃的问题。*

        **C++动态内存管理** 

c++动态内存管理的实现，是使用new，delect操作符来实现的:

例如：int *p1=new (int)//表示开辟一个整型的空间，在堆上开辟；
int *p2=new[10] (int)//表示开辟10个整型的空间;
delete p1;
delete[]p2;
注意：new与delect\new[]与delete[]需搭配使用；

malloc/free和new/delete的区别和联系？

1. 它们都是动态管理内存的⼊口；

2. malloc/free是C/C++标准库的函数，new/delete是C++操作符；

3. malloc/free只是动态分配内存空间/释放空间。⽽new/delete除了分配空间还会调⽤构造函数和析构函数进⾏初始化与清理（清理成员）。

4. malloc/free需要⼿动计算类型⼤⼩且返回值会void*，new/delete可⾃⼰计算类型的⼤⼩，返回对应类型的指针。

   由此可以看出c++中的new、delete更加的高效，更适用与c++，在实例化过程中更加适用；

new、delete的实现：

可以看到new的底层实现是通过 operator new()函数实现的；函数内部调用了malloc()函数开辟空间；即opertaor new()是对malloc的封装；

通过调试可以看出delete在实现时调用了operator delect(),它是对free()函数的封装；

总结:
1. operator new/operator delete operator new[]/operator delete[] 和 malloc/free⽤法⼀样。

2 它们只负责分配空间/释放空间，不会调⽤对象构造函数/析构函数来初始化/清理对象。

3.实际operator new和operator delete只是malloc和free的⼀层封装。

注意：operator new(),operator delete(),不是运算符的重载，它们是c++中的标准库函数。

new的功能有：
1. 调⽤operator new分配空间。
2. 调⽤构造函数初始化对象。

delete的功能：
1. 调⽤析构函数清理对象
2. 调⽤operator delete释放空间

new[N]的功能：
1. 调⽤operator new分配空间。
2. 调⽤N次构造函数分别初始化每个对象。

delete[]的功能：
1. 调⽤N次析构函数清理对象。
2. 调⽤operator delete释放空间。

通常用delete[]时没有给出次数，那编译器是如何知道，要调用析构函数的次数呢？

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#include
using namespace std;

class A
{
  public:
    A(int a=1)
        :_a(a)
    {

    }

    ~A()
    {
    }
    void Display()
    {
        cout<<_a<private:
    int _a;
};
int main()
{ 
    A *p=new A[3];
    delete[] p;
    return 0;
}

调试后发现：

可以发现：operator（size_t cd）,cd=16,即创建了16个字节的空间；
但开辟 3个A类对象只需12个字节，那为何会多出4 个字节呢？
经测试：

由此可知，多出来的4个字节是用来存放要开辟的对象个数的；
注意：只有当为非内置类型（类的对象等）开辟空间，并且该类有自定义的析构函数时，才会有多出的4个字节！

以上对new和delete的说明，可以模拟实现new的功能，在实现之前先介绍，定位new表达式；

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。

用法如下：
new (place_address) type
new (place_address) type(initializer-list)
place_address必须是⼀个指针，initializer-list是类型的初始化列表。

模拟实现new操作符，代码如下：

#define  NEW(p,count,type)\
{                      \
    p = (type *)malloc(count*sizeof(type)+4);\
    *(int *)p=count;        \
    p=(type *)(int *)p+1;   \
    for(int i=0;inew(p+i) type(i);   \
    }                       \               
}

模拟实现delete:

DELECT(p)
{
    int count=*((int *)p-1);
    for(int i=0;i<count;i++)
    {
        p[i].~A();
    }
    free((int *)p-1);
}