C++内存管理(个人笔记)

1.C++内存分布

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);
}

1. 选择题：
   选项: a.栈 b.堆 c.数据段(静态区) d.代码段(常量区)
   globalVar在哪里？c staticGlobalVar在哪里？c
   staticVar在哪里？c localVar在哪里？a
   num1 在哪里？a

   char2在哪里？a *char2在哪里？a_
   pChar3在哪里？a *pChar3在哪里？d
   ptr1在哪里？a *ptr1在哪里？b__

2. 填空题：
   sizeof(num1) = 40;
   sizeof(char2) = 5; strlen(char2) = 4;
   sizeof(pChar3) = 4/8; strlen(pChar3) = 4;
   sizeof(ptr1) = 4/8;

2.C++内存管理方式

通过new和delete操作符进行动态内存管理

2.1new/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，用new和delete，申请和释放连续的空间，用
new[]和delete[]

2.2new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));
 	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在底层通过operator delete全局函数来释放空间。

operator new：该函数实际通过malloc来申请空间，当malloc申请空间成功时直接返回；申请空间失败，尝试执行空间不足应对措施，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否则抛异常。

operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的。

实际上底层还是C那套

4.面试题

4.1malloc/free和new/delete的区别

malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。不同的地方是：

1. malloc和free是函数，new和delete是操作符
2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可，如果是多个对象，[]中指定对象个数即可
4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型
5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需要捕获异常
6. 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成空间中资源的清理

4.2什么是内存泄漏,内存泄漏的危害

什么是内存泄漏：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。

4.3如何避免内存泄漏

采用RAII思想或者智能指针来管理资源(智能指针)