C++内存管理
很多人总是听到栈、堆以及静态区之类的说法，但是始终没有一个完整的概念关于C++程序中内存区域的结构分布。这一期，我们来详细介绍一下C++程序中的内存管理。
目录
一、内存分布
二、C++中动态内存管理方式：new 和 delete
new/delete 和 malloc/free 的区别
new/delete 操作自定义类型
malloc/free和new/delete的区别（面试题）
new 和 delete 的实现原理
三、operator new与operator delete函数
四、内存泄漏
一、内存分布
我们首先看下图：
注释：通常来说，我们创建的局部变量和函数中的参数就是放在栈中。而我们之前动态开辟的内存，其实就是开辟在了堆区中。而全局变量以及通过我们 static 设置为静态的数据都会放在数据段。
我们可以知道，在C语言中我们用了malloc以及calloc来进行动态的开辟空间，用free来释放空间。那么，在C++中又是如何进行动态的内存管理的呢？
二、C++中动态内存管理方式：new 和 delete
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; }new开辟的空间和malloc开辟出来的一样，都是需要我们用指针指向记录的。
在我们需要开辟几个连续的空间的时候，我们需要用到 new [ ] ，同样的，释放空间就要用到 delete [ ] 。
new/delete 和 malloc/free 的区别
1、第一个就是 new 可以初始化，而 malloc 是不能开辟的时候初始化的。
例如：
int* p1 = new int(10);
int* p2 = new int[4]{1,2,3,4};普通数据的初始化只需要在后面加一个括号，括号里面填入数据即可。如果是数组的话，那就在后面加上一个花括号，里面填入数据即可。
2、free 在释放空间后还需要将指针置空，而 delete 就不要了。
如果就仅此而已的话，那么好像也没有很大的区别，我们接下来看在操作自定义类型上面的区别。
new/delete 操作自定义类型
我们看下面这段代码:
#include
using namespace std;
class A
{
public:
A()
{
cout << "构造函数" << endl;
}
~A()
{
cout << "析构函数" << endl;
}
private:
int a;
int b;
};
int main()
{
A* a1 = new A;
delete a1;
return 0;
} 运行的结果:
分析：可以看到我们在使用 new 和 delete 的时候是会自动调用构造函数和析构函数的。而malloc和 free 就不会。
这样的好处在于，如果是调用的是默认构造函数，那么他就会帮我们将成员变量自动初始化。
malloc/free和new/delete的区别（面试题）
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 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
三、operator new与operator delete函数
operator new 和 operator delete 函数的底层实现：
// 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，如果用户设置了应对措施，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)
if (_callnewh(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); //此处调用free函数
__FINALLY
_munlock(_HEAP_LOCK); // release other threads
__END_TRY_FINALLY
return;
}
// free的实现
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)
四、内存泄漏
常见的例子：就是我们在 malloc 后忘记 free ，以及在 new 之后忘记 delete 。