【C++】C++动态内存管理
️C/C++内存分布
说明：
我们的代码并非放在代码段里的，而是以文件的形式存在磁盘上的。
代码经过编译链接形成的二进制指令，才是放进代码段里的。（即可执行代码）
练习：
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";
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);
}（选择题） 选项: A.栈 B.堆 C.数据段(静态区) D.代码段(常量区)
globalVar在哪里？
staticGlobalVar在哪里？
staticVar在哪里？
localVar在哪里？
num1 在哪里？
char2在哪里？
*char2在哪里？
pChar3在哪里？
*pChar3在哪里？
ptr1在哪里？
*ptr1在哪里？
答案：
CCCAA
AAADAB
解释这里的易错题：*pchar3在哪里？
char2和pchar3都是局部变量，放在栈区，这个好理解。"abcd"本身是常量字符串，无论其有没有被const修饰。
char2[]是一个数组，编译器将"abcd"拷至这个数组里，所以说，char2[]里的abcd是可修改的，是随着char2数组一起放在栈区的。
而pchar3指向的是原本的abcd，即放在代码区的常量字符串。所以，*pchar3是位于代码区的。
️C++的内存管理方式
new/delete
C++在原有基础上(malloc之流) 引入了new和delete。
new的用法：
//动态申请一个int类型的空间
int*p1 = new int;
//动态申请一个int类型的空间，并初始化为10
int*p2 = new int(10);
//动态申请10个int类型的空间
int*p3 = new int[10];
//动态申请10个int类型的空间,并将前三个分别初始化为1、2、3
int*p = new int[5]{1,2,3}; //注意：这种方式C++98是不支持的，C++11支持delete的用法：
delete p1;
delete p2;
delete[] p3;
//注：下面这种写法是错误的
delete p1,p2; //这样写仅能delete p1delete是一个操作符，后面直接跟操作数，不需要像free那样接 ( )。
之前C语言中学到的malloc、calloc、free等，C++中照样是可以用的。
❓那么问题来了：new/delete 和 malloc/free 的区别是什么？
区别一：在对待自定义类型上
其实两者对待内置类型没有区别。
但是对于自定义类型，new /delete 除了开空间还会调用构造函数和析构函数。
可见，new/delete是为自定义类型准备的。
区别二：开辟失败时
malloc申请空间失败会返回NULL，所以需要进行检查
而new申请不需要做检查，因为申请失败它直接抛异常：
通过try-catch可以知道发生了什么异常：
结果：bad allocation
区别三：new/delete是关键字，而malloc/free是函数
几点说明
1.new和delete、new[]和detele[]一定要配起来使用，否则可能出问题。
如果这样写：
A*p=new A[3]; delete p;虽然不会造成内存泄露，但程序可能会崩溃。
2.
A*p=new A[3]; //调用了3次A的构造函数
delete[] p; //调用了3次A的析构函数我们看看调用过程：
new/delete操作自定义类型
class A
{
public:
A() {
cout << "A()" << endl;
}
~A() {
cout << "~A()" << endl;
}
};
int main()
{
A* p1 = new A; //new自定义类型
delete p1;
A* p2 = (A*)malloc(sizeof(A)); //malloc自定义类型
free(p2);
int* p3 = new int; //new内置类型
delete p3;
int* p4 = (int*)malloc(sizeof(int)); //malloc内置类型
free(p4);
return 0;
}结果：
可见，只有new/delete在操作自定义类型时，会自动调用构造和析构函数。
new/delete的底层原理
new/delete的底层原理其实是 调用了函数operator new / operator delete来申请和释放空间。
注：这里不是运算符重载，函数名就是operator new。
️️我们来看一下函数operator new ：
void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{
void *p;
while ((p = malloc(size)) == 0) //通过malloc申请
if (_callnewh(size) == 0)
{
// 当内存不够，申请失败时
// 这里会抛出bad_alloc 类型异常
static const std::bad_alloc nomem;
_RAISE(nomem);
}
return (p);
}可见，operator new 实际也是通过malloc来申请空间，而operator delete是通过free来释放空间的。
既然本质还是用malloc，那兜这么一圈的意义何在？
开空间的同时封装了malloc，失败时能符合C++new的失败机制，即抛异常。
常考的笔试题
Q: malloc/free和new/delete的区别 ？
从本质上：1.new/delete是关键字，而malloc/free是函数。
从功能上：
2.malloc/free仅能开空间，而new/delete在开空间的基础上还能自动调用构造/析构函数。
3.malloc开空间时要算好具体开的字节数，而new不用，想开几个，[ ]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。