目录
内存区域划分
C++的动态内存的管理方式
new
new的基本使用方法
【注意事项】
delete
【注意】
new和delete操作自定义类型
operator new 和 operator delete
【关于自定义类型new申请内存】
【原理】
【调用顺序】
【连续开辟空间问题】
malloc/free和new/delete的区别
内存区域划分
【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,栈是一种用于存储局部变量和函数调用信息的内存区域。
- 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(被静态关键字修饰的变量)。
- 代码段--可执行的代码/只读常量。
C++的动态内存的管理方式
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。
new
new 负责在 堆区heap 中找到一个足以满足要求的内存。new还有另外一种变体,被称为 定位new 运算符,能够指定使用具体的内存位置。
new的基本使用方法
int main()
{
int * p1 = new int; // 表示在堆上开辟了一个int类型大小的对象空间
int * p2 = new int[10]; // 表示在堆上开辟了十个int类型大小的对象空间
int * p3 = new int(10);
//表示开辟了一个int类型大小的对象空间,并且将这个对象初始化为int类型的10
int * p4 = new int[10]{1,2,3,4,5};
//表示开辟了十个int类型大小的对象空间,并且给十个空间的前五个对象进行初始化,之后的对象全部初始化为0
}
【注意事项】
在初始化之前,new仅仅只是在堆上开辟了空间,并没有进行初始化操作。
delete
delete 和free的功能一样,同样都是释放空间,但有与之不同。
int main()
{
int * p1 = new int; // 表示在堆上开辟了一个int类型大小的对象空间
delete p1;
int * p2 = new int[10]; // 表示在堆上开辟了十个int类型大小的对象空间
delete[] p2;
int * p3 = new int(10);
//表示开辟了一个int类型大小的对象空间,并且将这个对象初始化为int类型的10
delete p3;
int * p4 = new int[10]{1,2,3,4,5};
//表示开辟了十个int类型大小的对象空间,并且给十个空间的前五个对象进行初始化,之后的对象全部初始化为0
delete[] p4;
}
【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[],需要注意匹配起来使用。
如果是自定义类型那么需要进行匹配,但是如果不是自定义类型,则可以不匹配,但是最好需要匹配!
new和delete操作自定义类型
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。
//类A
class A
{
public:
//类A的构造函数的初始化列表
A(int a = 0)
: _a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}
//类A的析构函数
~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));//使用了malloc进行空间的开辟,但是没有初始化操作
A* p2 = new A(1);//调用了A的构造函数并且开辟了空间,进行了初始化操作
free(p1);
delete p2;
// 内置类型是几乎是一样的
int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // malloc函数进行空间的操作
int* p4 = new int;//new的空间开辟操作
free(p3);
delete p4;
//连续开辟空间的操作
A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A)*10);
A* p6 = new A[10];
free(p5);
delete[] p6;
return 0;
}
operator new 和 operator delete
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 是对malloc的封装 ,operator delete是对free的封装
int * p1 = (int*)operator new(10*4);
//operator new 的用法而后malloc的用法一样,日常是不会使用的
【关于自定义类型new申请内存】
- malloc在调用失败后会返回空,但是C++是一种面向对象的,所以需要进行异常抛出,(malloc失败后是需要我们自己检查,或者我们提前写出一个失败后的检查机制,但是operator new 与new 是对malloc的封装,它封装的内部具有抛异常的函数)
- 但是operator new 和 malloc的用法一致,虽然多了一个检查内部异常,但是大部分程序员是不会使用的,程序员使用最多的还是new 和 delete
- 而且,new 的内部其实是 operator new 和调用构造函数 ,而operator new 封装了 malloc 和检查异常功能
- new 的本质是一个操作符,它的底层是malloc函数,在编译器碰见new时就会自动转化为对应的代码指令
【原理】
- new的原理
- 调用operator new函数申请空间
- 在申请的空间上执行构造函数,完成对象的构造
- delete的原理
- 在空间上执行析构函数,完成对象中资源的清理工作
- 调用operator delete函数释放对象的空间
- new T[N]的原理
- 调用operator new[]函数,在operator new[]中实际调用operator new函数完成N个对 象空间的申请
- 在申请的空间上执行N次构造函数
- delete[]的原理
- 在释放的对象空间上执行N次析构函数,完成N个对象中资源的清理
- 调用operator delete[]释放空间,实际在operator delete[]中调用operator delete来释 放空间
【调用顺序】
1.new-> operator new ->malloc ->operator new ->operator new + 构造函数
2. new[] -> operator new []->operator new -> malloc ->operator new ->operator new[] ->operator new [] + n次的构造函数
【连续开辟空间问题】
自定义类型使用new连续开辟空间时, 所产生的字节数会比我们需要开辟的字节数多,这个原因其实是delete的书写格式造成的。
因为delete 释放数组空间的时候,是不会在[]内部加上数字的,所以需要有一个东西让delete知道要释放多少字节,而new []会多次一个字节的空间,这个空间就算存放一个数字,给予delete进行识别要释放多少字节
当然,多开辟空间的问题只是针对于自定义类型,而内置类型并不需要多开辟空间,但是自定义类型也需要看情况:如果自定义类型没有写析构函数,而是编译器自动生成的析构函数则也不需要多开辟空间
同时,就算有析构函数但按照不匹配的写法,那么释放的位置就会出错,他少释放了最开始访问数字识别的位置 ,简单来说,有析构函数就会多开辟空间,但是不匹配的写法会少释放那个开辟的空间!
malloc/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 文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-836754.html
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 空间中资源的清理文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-836754.html
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