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news 2025/10/20 22:43:37

潮安区建设局网站,广西壮族自治区住房和城乡住建厅官网,wordpress 加跳板,做网站天津文章目录前言一.c/c内存分布 C语言的动态内存管理方式 C内存管理方式 operator new和operator delete函数 malloc/free和new/delete的区别定位new 内存泄漏的危害总结前言 c是在c的基础上开发出来的#xff0c;所以关于内存管理这一方面是兼容c的内存分布 C语言的动态内存管理方式 C内存管理方式 operator new和operator delete函数 malloc/free和new/delete的区别定位new 内存泄漏的危害总结前言 c是在c的基础上开发出来的所以关于内存管理这一方面是兼容c的比如以前C语言的malloc等等都是可以继续使用的但是靠C语言以前的东西是解决不了c中的问题的比如自定义类型空间的开辟以及自定义类型如何释放空间等等所以在内存管理这方面c又与c有一些不一样今天我们就来看一下c对于内存管理都有什么不一样的点。一、C/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); } 首先globalvar是全局变量全局变量的static修饰的变量都放在静态区staticGlobalVar既是全局变量又是静态变量所以还是放在静态区staticVar虽然在局部作用域中但是静态变量都是放在静态区的localVar是局部变量局部变量放在栈中num1是存放10个整形的数组也放在栈中。所以前5个的答案是C C C A A char 2[]是一个数组同理是放在栈中的*char2对数组名进行解引用数组名代表首元素地址也就是a存放的地方数组都在栈中那么a肯定也是存放在栈中了。pchar3是一个指针变量局部变量都是存放在栈中的*pchar3是对这个指针变量进行解引用解引用后找到其实际内容虽然变量是在栈中开辟的但是由于保存的是常量所以常量是放在常量区所以*ptr3在代码段中。ptr1同样是指针变量指针变量在栈中开辟*ptr1是ptr1所指向的空间使用malloc开辟的空间是在堆中所以*ptr1是在堆中。这6道题的答案为A A A D A B num1是个有10整形的数组所以大小为40.char2是个字符数组存放abcd\0共占用5个字节。strlenchar2为4因为strlen会算到\0之前不包含\0.pchar3是个指针指针是4/8字节。pchar3的长度也为4ptr1是个指针大小也为4/8。所以答案为:40 5 4 4/8 4 4/8 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 C语言的动态内存管理方式 C语言使用malloc/calloc/realloc/free管理内存那么malloc/calloc/realloc有什么区别呢 malloc开辟空间不会进行初始化calloc会初始化为0。realloc分为原地扩容和异地扩容当原来扩容的空间后面有足够的空间的时候就在原来空间的后面直接扩容如果空间不够则先找到一块足够大的空间然后将原来空间的数据拷贝到新空间再将旧空间释放掉。 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。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用 new[]和delete[]注意匹配起来使用。下面讲解new和delete如何使用当然new是可以手动初始化的方式如下那么开连续的空间是什么样的呢当然连续的也可以初始化方式如下我们使用new开辟空间一定要用delete去释放尤其是自定义类型的时候因为delete会调用析构函数如果你在这里使用free释放空间那么析构函数中没有释放的空间就会造成内存泄漏。 class A { public:A(int a 0): _a(a){cout A(): this endl;}~A(){cout ~A(): this endl;} private:int _a; }; int main() {A* pp new A(1);delete pp;return 0; } operator new与operator delete 函数我们听名字以为这是运算符重载其实不是这里只是用了一样的词罢了这里与运算符重载没有任何关联。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释放空间。当然还有operator new[]和operator delete[]是为了匹配new【】和delete【】。那么operator new和operator delete的底层是怎么实现的呢 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该应对措施用户设置了则继续申请否则抛异常。通过上述两个全局函数的实现知道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。那么new和delete的底层既然是通过malloc和free实现的为什么不建议混用呢这里拿自定义类型举个例子 class Stack { public:Stack(){cout stack() endl;_a new int[4];top 0;capacity 4;}~Stack(){cout ~Stack endl;delete[] _a;_a nullptr;top capacity 0;}private:int* _a;int top;int capacity; }; int main() {Stack sl; //自定义类型会去调用构造和析构//这里的指针类型为内置类型所以需要手动释放空间Stack* pst new Stack;delete pst;return 0; } 如上图所示指针类型为内置类型不管是什么类型的指针都是内置类型所以不会像自定义类型一样调用构造和析构当我们用pst开辟空间的时候和sl有什么不一样呢看下图如果我们混着用比如释放的时候用freefree是不会调用析构函数的所以堆中绿色_a的空间没办法释放直接将pst的空间释放后再也找不到_a的空间了这就造成了内存泄漏。 malloc/free和new/delete的区别 1.malloc/free对于自定义类型不会调用其构造和析构函数new/delete对于自定义类型会调用其构造函数和析构函数。 2.malloc开辟空间的时候不能初始化new可以手动初始化。 3.malloc/free是函数new/delete是操作符。 4.malloc申请空间时需要手动计算其空间大小new申请空间编译器会自动计算如果是多个对象new只需要在后面[]里加上对象个数即可。 5.malloc的返回值为void*,使用时必须将malloc强制转换new不需要new后面就是类型。 6.malloc申请空间失败会返回空指针而new申请空间失败会抛异常。定位new 定位new表达式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使用场景定位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式调构造函数初始化。如上图因为操作系统是给所有的资源分配空间所以当你去向操作系统申请空间的时候会慢一些这个时候可以直接像自己的内存池要内存内存池的内存也是从堆里来的当内存池有内存的时候就会把空间给你如果没有内存内存池就会去找操作系统然后内存池找操作系统要内存内存池要的内存一般比你申请的空间要大因为内存池要保证内存够用并且下一次来申请还有足够的内存。内存池的方式相比找操作系统消耗会变小。下面是定位new的使用样例 class A { public:A(int a 0): _a(a){cout A(): this endl;}~A(){cout ~A(): this endl;} private:int _a; }; int main() {A aa;A* p1 (A*)malloc(sizeof(A));if (p1 NULL){perror(malloc:);exit(-1);}//定位new 对已有的空间初始化。new(p1)A(1);A* p2 new A;p1-~A();free(p1);delete p2;return 0; } 图中我们用malloc开的空间是没办法初始化的所以使用定位new对p1进行了初始化。p1既然既然是A*的指针那么就可以访问A类的公有函数而这样的初始化其实我们用new就可以搞定因为new对自定义类型会去调用构造函数。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。 void MemoryLeaks() {// 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int* p3 new int[10];Func(); // 这里Func函数抛异常导致 delete[] p3未执行p3没被释放.delete[] p3; } C/C程序中一般我们关心两种方面的内存泄漏堆内存泄漏(Heap leak) 堆内存指的是程序执行中依据须要分配通过malloc / calloc / realloc / new等从堆中分配的一块内存用完后必须通过调用相应的 free或者delete 删掉。假设程序的设计错误导致这部分内存没有被释放那么以后这部分空间将无法再被使用就会产生Heap Leak。系统资源泄漏指程序使用系统分配的资源比方套接字、文件描述符、管道等没有使用对应的函数释放掉导致系统资源的浪费严重可导致系统效能减少系统执行不稳定。如何检测内存泄漏在vs下可以使用windows操作系统提供的_CrtDumpMemoryLeaks() 函数进行简单检测该函数只报出了大概泄漏了多少个字节没有其他更准确的位置信息。 int main() {int* p new int[10];// 将该函数放在main函数之后每次程序退出的时候就会检测是否存在内存泄漏_CrtDumpMemoryLeaks();return 0; } 那么怎么避免内存泄漏呢 7.2.4如何避免内存泄漏 1. 工程前期良好的设计规范养成良好的编码规范申请的内存空间记着匹配的去释放。ps 这个理想状态。但是如果碰上异常时就算注意释放了还是可能会出问题。需要下一条智能指针来管理才有保证。 2. 采用RAII思想或者智能指针来管理资源。 3. 有些公司内部规范使用内部实现的私有内存管理库。这套库自带内存泄漏检测的功能选项。 4. 出问题了使用内存泄漏工具检测。ps不过很多工具都不够靠谱或者收费昂贵。总结一下: 内存泄漏非常常见解决方案分为两种1、事前预防型。如智能指针等。2、事后查错型。如泄漏检测工具。总结 c/c的内存管理最大的区别在于如何处理自定义类型由于c要兼容c所以做了很多的取舍比如定位new等本章的关键在于malloc/free与new/delete的区别并且正确匹配的使用new和malloc只有养成良好的编码习惯才能减少内存泄漏的危害
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