C/C++内存管理

C/C++内存分布

C/C++程序内存区域划分为五个区/段：

1. 栈区又叫堆栈--非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的。

2. 内存映射段是高效的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. 堆区用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。

4. 静态区(数据段)--存储全局数据和静态数据。

5. 常量区(代码段)--可执行的代码/只读常量。

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";
    const 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？____

答案从左到右依次是C C C A A A A A D A B

前面都基本没有问题，我来说一下最容易错的：

*char2是数组，数组的地址就是数组首元素的地址，"abcd"生成在常量区然后拷贝给了char2数组，所以char2和*char2都在栈区。
pChar3是const修饰的局部指针，"abcd"生成在常量区，pChar3指向的是"abcd"，所以pChar3是在栈区，* pChar3在常量区。

C++内存管理方式

C语言中动态内存管理方式用的是. malloc/calloc/realloc/free函数,C++面向的是对象，就需要自定义类型所以就在对C的函数进行封装成新的操作符：通过new和delete操作符进行动态内存管理。

内置类型：

int* pp1 = (int*)malloc(sizeof(int));//C语言
int* p1 = new int;//C++

free(pp1);
delete p1;

int* pp2 = (int*)malloc(sizeof(int)*10);
int* p2 = new int[10];

free(pp2);
delete[] p2;

自定义类型：

A* pp3 = (A*)malloc(sizeof(A));//只会开辟空间
free(pp3);//释放空间
A* p3 = new A(1);//开辟空间同时调用构造函数初始化
delete p3;//释放空间同时调用析构函数

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。

定位new

定位new作用是在已分配的原始内存空间中调用构造函数初始化一个对象。

使用格式： new (place_address) type或者new (place_address) type(initializer-list)    

                   place_address必须是一个指针，initializer-list是类型的初始化列表

用法：
A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
if (p1 == nullptr) {
    perror("malloc fail");
}
new(p1)A(1);//初始化

定位new表达式在实际中一般是配合内存池使用。因为内存池分配出的内存没有初始化，所以如果是自定义类型的对象，需要使用new的定义表达式进行显示调构造函数进行初始化。

内存泄漏

内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。

// 1.内存申请了忘记释放
int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));
int* p2 = new int;

// 2.异常安全问题
Stack st;//自定义类型：局部对象 -- 定义会调用构造函数，出作用域会调用析构函数
Stack* pst = new Stack;//内置类型 -- 不会调用构造析构，需要手动释放
delete pst;
//free(pst);//少调用了析构函数，造成内存泄露,编译器检查不出来

A* p3 = new A[10];//编译器会在p3地址前面多开4个字节来存储数组个数
//free(p3);//报错
//delete p3;//报错
delete[] p3;//释放会把指针向前移动4个字节再进行释放

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