【C++】- 内存管理（new和delete详解！！）
内存管理
- C/C++内存分布
- new/delete
C/C++内存分布
在计算机的程序内，有不同的内存分区，内存分区是为了有效管理和利用计算机的内存资源而进行的划分，也是因为不同的数据有不同的存储需求，各区域需要满足不同的需求。
我们先大致了解一下常见到的几个内存分区（静态区，常量区，堆区，栈区）：
静态区：
静态区（也称为数据段）是程序的一部分，用于存储全局变量和静态变量。在C/C++中，静态变量包括全局静态变量和局部静态变量。
全局静态变量存储在静态区中，并且在整个程序的执行期间都存在。它们在程序启动时被初始化，并且只被分配一次内存。
局部静态变量也存储在静态区中，但是它们只在其所在函数第一次执行时被初始化，并且在函数执行过程中保持其值。与自动变量不同，局部静态变量的生命周期超出函数的作用域。
常量区：
常量区（也称为代码段或只读数据段）是存储程序中的常量数据的一部分。在常见的C/C++实现中，常量区通常位于程序的可执行文件中，并且在程序运行时是只读的，不允许修改。
常量区包括以下类型的数据：
- 字符串常量：例如，char2和pChar3都指向的字符串常量"abcd"就存储在常量区中。
- 全局常量：全局常量（如全局const变量）的值也存储在常量区中。
- 静态常量：静态局部常量（如在函数内部声明为static const的变量）的值也存储在常量区中。
需要注意的是，常量区中的数据是只读的，因此在程序运行过程中不能修改这些数据的值。
但是，对于指针变量（如指向常量区的指针），可以通过改变指针的指向来间接修改常量区中的数据。不过，这样的操作是不安全的，可能会导致未定义的行为，因此应该避免这样做。
总结起来，常量区存储程序中的常量数据，包括字符串常量、全局常量和静态常量。它是只读的，在程序运行时不能修改。
堆区：
堆区是用于动态内存分配的一部分内存空间。它在程序运行时动态地分配和释放内存，用于存储程序中的动态对象。
在C/C++中，通过调用malloc、calloc、realloc等函数来在堆区分配内存。这些函数返回指向分配内存的指针。分配的内存可以使用指针进行访问，并且在不再需要时需要手动调用free函数来释放内存，以防止内存泄漏。
堆区的特点如下：
- 动态内存分配：堆区允许在程序运行时根据需要分配和释放内存。
- 大小可变：堆区的大小可以根据需要进行动态调整。
- 需要手动管理：分配的内存需要手动释放，否则可能导致内存泄漏。
- 独立于函数作用域：在堆区分配的内存可以在不同的函数之间共享和访问。
栈区：
栈区是一种用于存储局部变量和函数调用信息的内存空间，它的管理方式类似于一个堆叠。
在函数被调用时，函数的参数和局部变量将会被压入栈中。当函数执行完毕时，这些变量将会从栈中弹出。
栈区的特点如下：
- 自动分配和释放：栈区中的内存是由编译器自动分配和释放的，无需手动管理。
- 大小固定：栈区的大小是固定的，由系统预先设定，不能根据需要进行动态调整。
- 存储局部变量和函数调用信息：栈区主要用于存储局部变量、函数参数和函数调用信息等数据。
- 独立于函数作用域：不同函数之间的栈数据是相互独立的，不存在共享关系。
new/delete
在C语言中我们常用malloc、calloc和realloc函数来进行动态内存管理，这种内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方就无能为力，比如说malloc解决不了动态申请的自定义类型的初始化问题，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。
new是C++的关键字，用于在堆上动态分配内存，它可以调用适当的构造函数初始化分配的内存，并返回指向该内存的指针。也就是说的new会做两件事情，一是开空间而是调用构造函数
new的基本语法如下：
new 类型名;
其中类型名可以是任何C++数据类型或用户自定义类型。例如，要分配一个整数变量，可以使用以下代码：
int* p = new int;
也可以使用new来分配数组，例如：
int* a = new int[10];
这将分配包含10个整数的数组，并将第一个元素的地址赋给指针变量a。
delete 是 C++ 中用于释放通过 new 操作符分配的动态内存的操作符。它的基本语法如下：
delete 指针;
其中，指针是通过 new 操作符返回的指向动态内存的指针。当 delete 操作符被执行时，它会释放指针所指向的动态内存，并调用相应对象的析构函数进行资源清理。
例如，如果通过 new 操作符分配了一个整数对象的内存，可以使用 delete 操作符释放该内存，如下所示：
int* ptr = new int;
// 使用指针进行一些操作
delete ptr;
同样，如果通过 new 操作符分配了一个自定义类对象的内存，也可以使用 delete 操作符释放该内存，这时delete会调用析构函数，如下所示：
MyClass* obj = new MyClass();
// 使用对象进行一些操作
delete obj;
需要注意的是，delete 只能用于释放通过 new 操作符分配的内存。对于栈上或静态内存中的对象，不应该使用 delete 进行释放。
另外，在delete释放指针之后，应该将指针设置为 nullptr，以避免出现悬空指针的情况。例如：
delete ptr;
ptr = nullptr;
看如下一段代码：
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：匹配起来使用。
总之，new是C++中用于在堆上动态分配内存的关键字，它可以调用构造函数初始化分配的内存，并返回指向该内存的指针。与malloc相比，new更加灵活，能够支持对象的构造和析构，不需要手动计算分配的内存大小。delete 是 C++ 中用于释放通过 new 操作符分配的动态内存的操作符。需要配套new进行使用。