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内存管理C++

news 2025/10/21 13:55:04

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";//char2指针在栈上，在栈上开一个空间存放abcd，指针就指向这个空间。
const char* pChar3 = "abcd";//pchar3指针在栈上，指向存放在代码区的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);
}

1内存简介

栈又叫堆栈 局部变量（非静态）、函数参数、返回值等等，栈是向下增长的。

堆用于程序运行时动态分配内存，堆可以向上增长。

数据段 全局数据和静态数据。

代码段 可执行代码和只读常量。

C语言的动态内存管理方式malloc calloc realloc

class A
{
public:A(int a1 = 0, int a2 = 0):_a1(a1),_a2(a2){cout << "A(int a)" << endl;}A(const A& aa):_a1(aa._a1){cout << "A(const A& aa)" << endl;}A& operator=(const A& aa){cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;if (this != &aa){_a1 = aa._a1;}return *this;}~A(){cout << "~A()" << endl;}
private:int _a1 = 1;int _a2 = 1;
};
int main()
{int* ptr1 = new int(0);delete ptr1;int* ptr2 = new int[10] {1, 2, 3};delete[] ptr2;int* ptr3 = new int{ 0 };delete ptr3;//A* ptr4 = new A;//delete ptr4;//A aa1(1);//A* ptr5 = new A(aa1);//delete ptr5;//A* ptr6 = new A(1);//delete ptr6;//A* ptr7 = new A{ 1,4 };//delete ptr7;//A* ptr8 = new A[3]{ A(1,2),A(4,5)};//delete[] ptr8;return 0;
}

//struct ListNode
//{
//	int val;
//	ListNode* next;
//
//	ListNode(int x)
//		:val(x)
//		, next(nullptr)
//	{
//	}
//};
int main()
{ListNode* n1 = new ListNode(1);ListNode* n2 = new ListNode(1);ListNode* n3 = new ListNode(1);ListNode* n4 = new ListNode(1);n1->next = n2;n2->next = n3;n3->next = n4;return 0;
}

C++的动态内存管理方式new和 delete操作符进行动态内存管理。

int main()
{//throw try/catchtry {void* p1 = new char[1024 * 1024 * 1024];cout << p1 << endl;void* p2 = new char[1024 * 1024 * 1024];cout << p2 << endl;void* p3 = new char[1024 * 1024 * 1024];cout << p3 << endl;}catch (const exception& e){cout << e.what() << endl;}return 0;
}

2operator new和 operator dalete

1operator new

通过调用malloc来申请空间，malloc申请空间成功了以后，直接返回

申请失败以后，执行空间失败的应对措施，如果应对措施用户设置了，则继续申请。否则抛异常。

2operator delete

最终也是通过free来释放内存的。

3new和delete的实现原理

1 内置类型

如果申请的是内置类型的空间 new delete和malloc free 基本相似。

new申请失败会抛异常，malloc会返回null

new delete申请和删除的是单个元素的空间，而new[] delete[]申请和删除的是一段连续的空间。

2自定义类型

1new的原理

1调用operator new函数申请空间

2在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造。

2delete的原理

1在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理。

2调用operator delete函数释放对象空间

3new[T]的原理

1调用operator new[ ] 函数实际调用调用operator new完成对N个对象空间的申请

2在申请的空间上执行N次构造函数，完成对象的构造。

4delete[T]的原理

1在释放的空间上执行N次析构函数，完成N个对象中资源的清理。

2调用operator delete[ ]释放空间，实际在operator delete[ ]中调用operator delete来释放空间

int main()
{int* p1 = new int;//free(p1);delete p1;return 0;
}
class B
{private:int _b1 = 2;int _b2 = 2;
};
int main()
{B* p2 = new B[10];//free(p2);A* p3 = new A[10];delete[] p2;delete[] p3;//free(p3);return 0;
}