C++内存空间管理
1.C++内存机制
1.栈(Stack)，函数中的局部变量，由编译器负责分配释放，函数结束，变量释放。
2.堆(Heap)，通过new 申请的内存，由delete或delete[]释放
3.自由存储区(Free Storage)，由程序员用malloc,calloc/realloc分配,free进行释放，忘记free，会导致内存泄漏，程序结束时，该区域内存由OS回收
4.全局区/静态区(Global Static Area)，全局变量和静态变量存储区。程序编译完成后，该区域便存在，在C++中，由于全局变量和静态变量编译器会给这些变量自动初始化赋值，所以没区分初始化变量和未初始化变量。由于全局变量一直占据内存空间且不易维护，推荐少用，程序结束时释放。
5.常量存储区，比较特殊，专门存储不能修改的变量。
注意事项
【规则1】用malloc或new申请内存之后，应该立即检查指针值是否为NULL，防止使用指针值为NULL的内存，可以在函数入口处断言检测。
【规则2】不要忘记为数组或动态内存赋初值（比如calloc比malloc就要好），指针初始化为NULL(c++中为0)。
【规则3】避免数组或指针下标越界，特别
当心发生“多1”或者"少1"的操作。
【规则4】动态内存的申请和释放必须配对，防止内存泄露，具体为malloc/calloc/realloc和free配对,new和delete以及delete[]配对。
【规则5】用free或者delete释放内存后，应立即将指针设置为NULL(C++中为0)，防止产生“野指针”、"悬垂指针"。
【规则6】遇到不懂得问题及时debug，一般的虫子
debug一下就灰飞烟灭了，一切bug都是浮云而已
内存管理分为
一.内存管理机制
二.内存泄漏机制
三.内存回收机制
内存溢出：程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用
内存泄漏：程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，占用有用内存，最终导致内存溢出
内
/******************************************************
内存空间的布局
◼ 每个应用都有自己独立的内存空间，其内存空间一般都有以下几大区域
- 代码段（代码区）
✓ 用于存放代码
- 数据段（全局区）
✓ 用于存放全局变量等
- 栈空间
✓ 每调用一个函数就会给它分配一段连续的栈空间，等函数调用完毕后会自动回收这段栈空间
✓ 自动分配和回收
- 堆空间
✓ 需要主动去申请和释放
堆空间
◼ 在程序运行过程，为了能够自由控制内存的生命周期、大小，会经常使用堆空间的内存
◼ 堆空间的申请\释放
- malloc \ free
- new \ delete
- new [] \ delete []
char *p = (char *) malloc(4);
p[0] = 10;
p[1] = 11;
p[2] = 12;
p[3] = 13;
free(p);
int *p = (int *) malloc(4);
*p = 10;
free(p);
X86环境（32bit）
int *p = new int;
*p = 10
delete p;
char *p = new char;
*p = 10;
delete p;
char *p = new char[4];
delete[] p;
◼ 注意
- 申请堆空间成功后，会返回那一段内存空间的地址
- 申请和释放必须是1对1的关系，不然可能会存在内存泄露
◼ 现在的很多高级编程语言不需要开发人员去管理内存（比如Java），屏蔽了很多内存细节，利弊同时存在
- 利：提高开发效率，避免内存使用不当或泄露
- 弊：不利于开发人员了解本质，永远停留在API调用和表层语法糖，对性能优化无从下手
堆空间的初始化
memset
◼ memset函数是将较大的数据结构（比如对象、数组等）内存清零的比较快的方法
int size = sizeof(int) * 10;
int *p = (int *) malloc(size);
// memory set
memset(p, 0, size);
int *p0 = new int;
int *p1 = new int();
int *p2 = new int(5);
cout << *p0 << endl;
cout << *p1 << endl;
cout << *p2 << endl;
0 (mac)下为0
0
5
对象的内存
◼ 对象的内存可以存在于3种地方
-
全局区（数据段）：全局变量
-
栈空间：函数里面的局部变量
-
堆空间：动态申请内存（malloc、new等）
构造函数（Constructor）
◼ 构造函数（也叫构造器），在对象创建的时候自动调用，一般用于完成对象的初始化工作
struct Person {
int m_age;
Person() {
m_age = 0;
cout << "Person()" << endl;
}
Person(int age) {
m_age = age;
cout << "Person(int age)" << endl;
}
};
◼ 特点
-
函数名与类同名，无返回值（void都不能写），可以有参数，可以重载，可以有多个构造函数
-
一旦自定义了构造函数，必须用其中一个自定义的构造函数来初始化对象
◼ 注意
- 通过==malloc分配的对象不会调用构造函数==
struct Person {
int m_age;
Person() {
m_age = 0;
cout << "Person()" << endl;
}
};
int main() {c
Person person0; // Person()
}
//输出 ： Person()
看汇编码的话 LLDB 里用 disas 命令
disas
struct Person {
int m_age;
};
int main() {
Person person0; // Person()
person0.m_age = 10;
}
当没有默认的构造函数的时候，可以供汇编代码可以看到，整个汇编代码执行，只有一句操作movl $0xa, -0x8(%rbp)，没有任何call函数调用的初始化操作。
struct Person {
int m_age=8;
};
==在某些特定的情况下，编译器才会为类生成空的无参的构造函数==
成员变量的初始化
struct Person {
int m_age;
};
// 全局区：成员变量初始化为0
Person g_person;
void test() {
// 栈空间：没有初始化成员变量
// Person person;
// 堆空间：没有初始化成员变量
Person *p0 = new Person;
// 堆空间：成员变量初始化为0
Person *p1 = new Person();
cout << g_person.m_age << endl;
// cout << person.m_age << endl;
cout << p0->m_age << endl;
cout << p1->m_age << endl;
}
析构函数（Destructor）
◼ 析构函数（也叫析构器），在对象销毁的时候自动调用，一般用于完成对象的清理工作
◼ 特点
- 函数名以~开头，与类同名，无返回值（void都不能写），无参，不可以重载，有且只有一个析构函数
◼ 注意
- 通过malloc分配的对象free的时候不会调用析构函数
◼ 构造函数、析构函数要声明为public，才能被外界正常使用
class Person {
int m_age;
public:
// 新的Person对象诞生的象征
Person() {
cout << "Person::Person()" << endl;
}
// 一个Person对象销毁的象征
~Person() {
cout << "~Person()" << endl;
}
};
using namespace std;
struct Car {
int m_price;
Car() {
m_price = 0;
cout << "Car::Car()" << endl;
}
~Car() {
cout << "Car::~Car()" << endl;
}
};
struct Person {
private:
int m_age;
Car *m_car;
public:
// 用来做初始化的工作
Person() {
m_age = 0;
m_car = new Car();
cout << "Person::Person()" << endl;
}
// 用来做内存清理的工作
~Person() {
delete m_car;
cout << "Person::~Person()" << endl;
}
};
int main() {
{
Person person;
}
int age = 20;
int *p = &age;
return 0;
}
Car::Car()
Person::Person()
Car::~Car()
Person::~Person()
