【内存管理】C与C++的内存管理异同点

C/C++程序内存区域划分

1. 栈又称堆栈：存放非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的。
2. 内存映射段：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。
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：存放全局数据和静态数据。
5. 代码段：可执行的代码/只读常量。
   

C与C++内存管理方式对比

1. C语言动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free

void Test ()
{
	int* p1 = (int*) malloc(sizeof(int));
	free(p1);
	int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int)); int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10);
	free(p3 );
}

问：1.malloc/calloc/realloc的区别是什么？
答：

• malloc：用于分配指定大小的内存块。它接受一个参数，即所需内存的大小（以字节为单位）。如果分配成功，malloc 返回一个指向新分配内存块的指针；如果分配失败，返回 NULL。malloc分配的内存块是未初始化的，因此在使用前需要手动初始化。
• calloc 用于分配指定数量和大小的内存块，并将内存块中的每个字节都初始化为 0。它接受两个参数：第一个参数表示所需内存块的数量，第二个参数表示每个内存块的大小（以字节为单位）。如果分配成功，calloc 返回一个指向第一个分配内存块的指针；如果分配失败，返回 NULL。calloc 分配的内存块是未初始化的，因此在使用前需要手动初始化。
• realloc 用于调整之前分配的内存块的大小。它接受两个参数：第一个参数表示之前分配的内存块的指针，第二个参数表示新的内存块大小（以字节为单位）。如果调整成功，realloc 返回一个指向调整后大小的内存块的新指针；如果调整失败，返回 NULL。在调整过程中，可能会重新分配内存并复制原始数据到新的内存位置。如果调整后的新内存块大小小于原始大小，可能会导致部分数据丢失。在这种情况下，可以使用 memset 函数将剩余的内存设置为 0，以确保安全使用。

2. 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。

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

小结：

• 针对内置类型，new/delete跟malloc/free没有本质的区别，只有用法上的区别。
• 对于C++来说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[]，注意要匹配起来使用。
• 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。

malloc/free和new/delete的区别

• malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。

不同的地方是：

1. malloc和free是函数，new和delete是操作符
2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可， 如果是多个对象，[]中指定对象个数即可
4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型
5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需要捕获异常
6. 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new 在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成 空间中资源的清理

内存泄露

什么是内存泄漏以及内存泄漏的危害？

内存泄露：存泄漏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的情况。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。
内存泄漏的危害：长期运行的程序出现内存泄漏，影响很大，如操作系统、后台服务等等，出现内存泄漏会导致响应越来越慢，最终卡死。

内存泄漏分类：

• 堆内存泄漏(Heap leak)
  堆内存指的是程序执行中依据须要分配通过malloc / calloc / realloc / new等从堆中分配的一块内存，用完后必须通过调用相应的 free或者delete 删掉。假设程序的设计错误导致这部分内存没有被释放，那么以后这部分空间将无法再被使用，就会产生Heap Leak。
• 系统资源泄漏
  程序使用系统分配的资源，比方套接字、文件描述符、管道等没有使用对应的函数释放掉，导致系统资源的浪费，严重可导致系统效能减少，系统执行不稳定。