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C++第二节：C/C++内存管理

news 来源：原创 2025/6/9 4:45:14

1.C/C++内存分布

【说明】

栈又叫堆栈--非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的。
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。
堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。
数据段--存储全局数据和静态数据。
代码段--可执行的代码/只读常量。

2.C++内存管理方式

C语言内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方就无能为力，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。

2.1 new/delete操作内置类型

void Test()
{
      // 动态申请一个int类型的空间
      int* ptr4 = new int;
  
      // 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
      int* ptr5 = new int(10);
  
      // 动态申请10个int类型的空间
      int* ptr6 = new int[3];
      delete ptr4;
      delete ptr5;
      delete[] ptr6;
}

注意：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new[]和delete[]，注意：匹配起来使用。

2.2 new和delete操作自定义类型

class A
{
public:
     A(int a = 0)
     : _a(a)
     {
         cout << "A():" << this << endl;
     }
     ~A()
     {
         cout << "~A():" << this << endl;
     }
private:
     int _a;
};

int main()
{
     // new/delete 和 malloc/free最大区别是 
     //new/delete对于【自定义类型】除了开空间还会调用构造函数和析构函数
     A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
     A* p2 = new A(1);
     free(p1);
     delete p2;
     // 内置类型是几乎是一样的
     int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // C
     int* p4 = new int;
     free(p3);
     delete p4;
     A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A)*10);
     A* p6 = new A[10];
     free(p5);
     delete[] p6;
     return 0;
}

注意：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。

3.operator new与operator delete函数

new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符，operator new 和operator delete是系统提供的全局函数，new在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete在底层通operator delete全局函数来释放空间。

operator new 实际也是通过malloc来申请空间，如果malloc申请空间成功就直接返回，否则执行用户提供的空间不足应对措施，如果用户提供该措施就继续申请，否则就抛异常。operator delete 最终是通过free来释放空间的。