C++如何进行内存管理 (new、delete)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了C++如何进行内存管理 (new、delete)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。


绪论

我成功是因为我有决心,从不踌躇。——拿破仑 

本章是关于c++内存管理的文章,字数不多,内容简单,希望对你有所帮助!!

C++如何进行内存管理 (new、delete)

话不多说安全带系好,发车啦(建议电脑观看)


附:红色,部分为重点部分;蓝颜色为需要记忆的部分(不是死记硬背哈,多敲);黑色加粗或者其余颜色为次重点;黑色为描述需要


思维导图:

C++如何进行内存管理 (new、delete)

要XMind思维导图的话可以私信哈


目录

绪论

1.C/C++内存分布

2.c++中的内存管理方式(new 、 delete)

3.new 和 delete 的底层

4.malloc 、free 与 new 、delete 的区别:


1.C/C++内存分布

知识点:

C/C++中的程序内存分布的区域主要有:
内核空间,栈,堆,内存映射区,静态区(数据段),常量区(代码段)。

细节:

1. 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。
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。(Linux课程如果没学到这块,现在只需要了解一下)
3. 用于程序运行时动态内存分配,堆是可以上增长的。
4. 数据段--存储全局数据和静态数据
5. 代码段--可执行的代码/只读常量

如下图:

C++如何进行内存管理 (new、delete)

练习:

//分析下面数据在内存的哪一个区域
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);
//此处并不需要对ptr2进行释放,因为其指向的空间可能和ptr3一样,释放ptr3即可
free(ptr3);
}

分析如下图:
C++如何进行内存管理 (new、delete)


2.c++中的内存管理方式(new 、 delete)

知识点:

我们在C语言中已经学过如何开辟内存(malloc 、 calloc 、 realloc)、和释放内存(free)了,但是其实用起来并不太方便(在我们申请后还需要去判断是否申请成功)

所以在c++中进行了一定的改变创建了new,原理一样也是向堆上去申请空间,但是此时如果未申请成功的话,他会直接报错,而不是返回一个NULL(这主要是因为c++是面向对象的而C语言是面向过程的)

细节:

具体使用方法(语法):

  1. 类型 * ptr = new 类型;(申请类型大小的空间)

delete ptr; (释放)

类型 * ptr =  new 类型[n] (申请类型大小的n个空间)

delete[] ptr; (释放)

-----------------------------------------------------------------------

  1. 对申请的空间进行初始化

类型 * ptr = new 类型(n) (对申请的内存初始化为n)

类型 * ptr = new 类型[n]{a,b,c ...} (对申请的多个空间进行按顺序初始化为 a 、b 、c .... 不写则初始化为0)

c++与C语言的对比以及一些更加详细的细节如下代码的注释中(很重要一定要细看):

 #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdlib.h>
int main()
{
	//c:
	int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int));
	free(ptr1);

	//c++:
	int* ptr2 = new int;//此时和上面的申请的空间是一样的其大小也是一个整形的大小
	delete ptr2;//释放也是一样

	//c:
	int* ptr3 = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	free(ptr3);

	//c++:
	int* ptr4 = new int[10];//此时和上面的申请的空间是一样也是10个整形的大小
	delete[] ptr4;

	//c:
	//malloc不会进行初始化,我们只能另写一个程序进行初始化

	//c++:
	//c++就能直接在申请空间的同时进行初始化工作
	//具体如:
	int* ptr5 = new int(10);//注意这里时圆括号 , 和创建多个对象的方括号不一样
	delete ptr5;

	//对申请多个空间的也能进行初始化
	int* ptr6 = new int[10]{};//用中括号进行初始化,什么都不写时表示申请的空间初始化为0
	delete[] ptr6;

	int* ptr7 = new int[10]{1,2,3};//部分初始化,剩下没写的初始化为0
	delete[] ptr7;

 	A* ptr8 = new A[3];//此处假如A类型没有默认构造的话是不行的,反之则可以
	delete[] ptr8;

	A* ptr9 = new A[3]{1,2,3};//支持隐式类型转换拷贝构造后在构造
	delete[] ptr9;

	A* ptr10 = new A[3]{ A(1),A(2),A(3) };//此时就没有隐式类型转换了,直接进行构造
	delete[] ptr10;

	return 0;
}

练习:

创建节点ListCode:

class ListCode
{
public:
	ListCode(int val = 0)
		:val(val)
		,next(nullptr)
	{
	}
private:
	int val;
	struct ListCode* next;
};
int main()
{
	//在C语言数据结构中我们可能还需要去写一个ListCode()的创建节点的函数
	//但此时我们可以直接写成如下模样

	ListCode* n1 = new ListCode(1);//还进行了构造
	ListCode* n2 = new ListCode(2);

	return 0;
}

3.new 和 delete 的底层原理

知识点:

new 和 delete 他们的底层原理其实也是需要去调用了 malloc 和 free 不过因为面向对象的原因 ,他们一般来说都是直接抛异常 , 所以在使用malloc 和 free 之前他们需要先去调用一个全局函数 分别是 operator new 和 operator delete 

异常错误信息(此时申请不到空间了):C++如何进行内存管理 (new、delete)

细节:

  1. 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。而其实operator new 和 operator delete 他们都会去调用 malloc 和 free 并且 如果失败时 就会再自身里面识别并且报错错误信息
  2. 针对自定义类时 : new 和 delete 他们其实还会去调用 构造函数 和 析构函数 , 来进行对其中的数据的初始化和销毁
  3. new 调用的顺序为:operator new -> 构造函数 、 delete 调用顺序为 : 析构函数 -> operator delete  , 并且注意他们的顺序是不能改变的 , 因为 析构函数需要先把对象中申请的空间给释放了 , 然后才能把这个new借的空间释放掉(反过来先把new的空间释放的话就找不到对象已经对象中申请的空间了); 同理 对于new 来说得先为 对象 申请空间后(创建对象) 才能在对象的 空间上申请其他的空间 C++如何进行内存管理 (new、delete)
  4. 综上所述得出下图:C++如何进行内存管理 (new、delete)
  5. 对于 new int[ ] , delete[] ptr  他们会先调用 operator new[] 然后再调用n次operator new 和n次构造函数, delete 类似
  6. 附:捕获异常的方法
    	int* ptr = nullptr;
    	try
    	{
    		do
    		{
    			ptr = new int[1024 * 1024];
    			cout << ptr << endl;
    		} while (ptr);
    	}
    	catch (const exception& e )
    	{
    		cout << e.what() << endl;
    	}
    
    // try 
    //{}
    //catch(const exception& e)
    //{
    //    cout <<e.what()<<endl;
    //}

附:定位new

功能: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

用处:可以用于池化技术处,也就是操作系统会先创建一个内存池,里面已经提前申请了一定的空间,此时我们就能更方便的去申请空间,而不是需要了去申请,需要了去申请,这里申请到的空间自然就不会进行构造函数初始化,所以我们就能使用定位new的方式对已申请的空间进行初始化

具体使用方法:

int main()
{
    // p1现在指向的只不过是与A对象相同大小的一段空间,还不能算是一个对象,因为构造函数没有执行
    A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
    new(p1)A; // 注意:如果A类的构造函数有参数时,此处需要传参
    p1->~A();
    free(p1);
    return 0;
}

4.malloc 、free 与 new 、delete 的区别:

知识点:

  1. 首先new是基于c++面向对象的情况而创建的,所以在我们申请不到空间时是进行抛出异常,而malloc则是面向过程的,当申请不到空间时返回一个空指针
  2. 其次new要比malloc写起来更加的快捷,他不用再进行类型大小的计算,以及有着更加方便的初始方式
  3. 最后也是最重要的部分,new 和 delete 是针对自定义类型而创建的他们能很好的去进行初始化自定义类型,并且在申请、释放空间的过程还进行了构造和析构函数的调用
  4. 附:malloc和free是函数,new和delete是操作符、malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转、malloc申请空间失败时,返回的是NULL,因此使用时必须判空
     

本章完。预知后事如何,暂听下回分解。

如果有任何问题欢迎讨论哈!

如果觉得这篇文章对你有所帮助的话点点赞吧!

持续更新大量C++细致内容,早关注不迷路。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-478239.html

到了这里,关于C++如何进行内存管理 (new、delete)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • C++内存管理(new和delete)

    目录 1. new/delete操作内置类型 2. new和delete操作自定义类型 3. operator new与operator delete函数  4 .new和delete的实现原理 1 .内置类型 2 .自定义类型 new的原理 delete的原理 new T[N]的原理 delete[]的原理 5. 定位new表达式(placement-new) 6. malloc/free和new/delete的区别 7.内存泄漏 内存泄漏分类 8.如

    2024年02月02日
    浏览(37)
  • 【C++】内存管理(new与delete)

    👀 樊梓慕: 个人主页  🎥 个人专栏: 《C语言》《数据结构》《蓝桥杯试题》《LeetCode刷题笔记》《实训项目》《C++》 🌝 每一个不曾起舞的日子,都是对生命的辜负 本篇文章我们一起来学习C++的内存管理方式,实际上C++与C语言的内存管理模式是十分相似的,他们的内存

    2024年02月05日
    浏览(43)
  • C++内存管理(2)new、delete详解

    目录 new operator(new操作) new类对象时加不加括号的差别 new工作任务 delete工作任务 new和delete 堆区空间操作(对比malloc和free) new和delete操作基本类型的空间 new和delete操作基本类型的数组 new和delete操作类的空间 new和delete操作对象数组 new内存分配细节探秘 为什么要尽可能少的

    2024年02月09日
    浏览(47)
  • 【C++破局】C++内存管理之new与deleted剖析

    📚lovewold少个r博客主页     ⚠️ 本文重点 : c++内存管理部分知识点梳理 👉 【C-C++入门系列专栏】 : 博客文章专栏传送门 😄 每日一言 :花有重开日,人无再少年! C/C++的内存分配机制 内存分区 1. 内核空间(Kernel Space): 2. 栈空间(Stack): 3. 内存映射段(Memory Mapp

    2024年02月05日
    浏览(39)
  • 【C++】C/C++内存管理-new、delete

    ヾ(๑╹◡╹)ノ\\\" 人总要为过去的懒惰而付出代价 ヾ(๑╹◡╹)ノ\\\" 代码展示: 栈区 :局部变量 sizeof(数组名):整个数组的大小 sizeof(字符串):注意‘\\0’ 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

    2024年02月11日
    浏览(44)
  • 【C++初阶】七、内存管理(C/C++内存分布、C++内存管理方式、operator new / delete 函数、定位new表达式)

    ========================================================================= 相关代码gitee自取 : C语言学习日记: 加油努力 (gitee.com)  ========================================================================= 接上期 : 【C++初阶】六、类和对象(初始化列表、static成员、友元、内部类)-CSDN博客  ==================

    2024年02月05日
    浏览(42)
  • 【C++入门】new和delete(C/C++内存管理)

    1.C/C++内存分布 我们先来看一个小问题: 问题: 下面我们就来简单分析一下: 首先 globalVar 是一个全局变量,其次 staticGlobalVar 是一个静态全局变量, staticVar 是静态局部变量,都在静态区(数据段)。最后 localVar 是个局部变量, num1 是个整型数组,那它们是在栈上的。 ch

    2024年02月11日
    浏览(38)
  • 【C++干货基地】深度理解C++中的高效内存管理方式 new & delete

    🎬 鸽芷咕 :个人主页  🔥 个人专栏 : 《C++干货基地》《粉丝福利》 ⛺️生活的理想,就是为了理想的生活!   哈喽各位铁汁们好啊,我是博主鸽芷咕《C++干货基地》是由我的襄阳家乡零食基地有感而发,不知道各位的城市有没有这种实惠又全面的零食基地呢?C++ 本身作

    2024年04月26日
    浏览(38)
  • 【C++庖丁解牛】C++内存管理 | new和delete的使用以及使用原理

    📙 作者简介 :RO-BERRY 📗 学习方向:致力于C、C++、数据结构、TCP/IP、数据库等等一系列知识 📒 日后方向 : 偏向于CPP开发以及大数据方向,欢迎各位关注,谢谢各位的支持 我们先来看下面的一段代码和相关问题 选择题: 选项: A.栈 B.堆 C.数据段(静态区) D.代码段(常量区)

    2024年03月09日
    浏览(54)
  • C/C++内存管理(含C++中new和delete的使用)

    我们先来看下面的一段代码和相关问题。 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。( Linux 课程如果没学到

    2024年02月05日
    浏览(42)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包