怎么做动漫原创视频网站,如何仿网站模板,360度街景实景地图下载,室内设计案例分析图文本专栏内容为#xff1a;C学习专栏#xff0c;分为初阶和进阶两部分。 通过本专栏的深入学习#xff0c;你可以了解并掌握C。 #x1f493;博主csdn个人主页#xff1a;小小unicorn ⏩专栏分类#xff1a;C #x1f69a;代码仓库#xff1a;小小unicorn的代码仓库… 本专栏内容为C学习专栏分为初阶和进阶两部分。 通过本专栏的深入学习你可以了解并掌握C。 博主csdn个人主页小小unicorn ⏩专栏分类C 代码仓库小小unicorn的代码仓库 关注我带你学习编程知识 C初阶八 C/C内存分布C语言中动态内存管理方式C中动态内存管理方式new和delete操作内置类型new和delete操作自定义类型 operator new和operator delete函数new和delete的实现原理内置类型自定义类型 定位new和表达式(placement-new)常见面试题 C/C内存分布
让我们先来看看下面这段代码
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;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);
}你知道代码中的各个部分分别存储在内存中的哪一个区域吗 【说明】 1、栈又叫堆栈用于存储非静态局部变量/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内存做进程间通信。 3、堆用于存储运行时动态内存分配堆是向上增长的。 4、数据段又叫静态区用于存储全局数据和静态数据。 5、代码段又叫常量区用于存放可执行的代码和只读常量。
顺便提一下为什么说栈是向下增长的而堆是向上增长的 简单来说在一般情况下在栈区开辟空间先开辟的空间地址较高而在堆区开辟空间先开辟的空间地址较低。
例如下面代码中变量a和变量b存储在栈区指针c和指针d指向堆区的内存空间
#include iostream
using namespace std;
int main()
{//栈区开辟空间先开辟的空间地址高int a 10;int b 20;cout a endl;cout b endl;//堆区开辟空间先开辟的空间地址低int* c (int*)malloc(sizeof(int)* 10);int* d (int*)malloc(sizeof(int)* 10);cout c endl;cout d endl;return 0;
}因为在栈区开辟空间先开辟的空间地址较高所以打印出来a的地址大于b的地址在堆区开辟空间先开辟的空间地址较低所以c指向的空间地址小于d指向的空间地址。
注意在堆区开辟空间后开辟的空间地址不一定比先开辟的空间地址高。因为在堆区后开辟的空间也有可能位于前面某一被释放的空间位置。
C语言中动态内存管理方式
malloc、calloc、realloc和free 一、malloc
malloc函数的功能是开辟指定字节大小的内存空间如果开辟成功就返回该空间的首地址如果开辟失败就返回一个NULL。传参时只需传入需要开辟的字节个数。
二、calloc
calloc函数的功能也是开辟指定大小的内存空间如果开辟成功就返回该空间的首地址如果开辟失败就返回一个NULL。calloc函数传参时需要传入开辟的内存用于存放的元素个数和每个元素的大小。calloc函数开辟好内存后会将空间内容中的每一个字节都初始化为0。
三、realloc
realloc函数可以调整已经开辟好的动态内存的大小第一个参数是需要调整大小的动态内存的首地址第二个参数是动态内存调整后的新大小。realloc函数与上面两个函数一样如果开辟成功便返回开辟好的内存的首地址开辟失败则返回NULL。
realloc函数调整动态内存大小的时候会有三种情况 1、原地扩。需扩展的空间后方有足够的空间可供扩展此时realloc函数直接在原空间后方进行扩展并返回该内存空间首地址即原来的首地址。 2、异地扩。需扩展的空间后方没有足够的空间可供扩展此时realloc函数会在堆区中重新找一块满足要求的内存空间把原空间内的数据拷贝到新空间中并主动将原空间内存释放即还给操作系统返回新内存空间的首地址。 3、扩充失败。需扩展的空间后方没有足够的空间可供扩展并且堆区中也没有符合需要开辟的内存大小的空间。结果就是开辟内存失败返回一个NULL。
四、free
free函数的作用就是将malloc、calloc以及realloc函数申请的动态内存空间释放其释放空间的大小取决于之前申请的内存空间的大小。
C中动态内存管理方式
首先C语言内存管理的方式在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和delete操作内置类型
一、动态申请单个某类型的空间 //动态申请单个int类型的空间int* p1 new int; //申请delete p1; //销毁
其作用等价于 //动态申请单个int类型的空间int* p2 (int*)malloc(sizeof(int)); //申请free(p2); //销毁
二、动态申请多个某类型的空间 //动态申请10个int类型的空间int* p3 new int[10]; //申请delete[] p3; //销毁其作用等价于 //动态申请10个int类型的空间int* p4 (int*)malloc(sizeof(int)* 10); //申请free(p4); //销毁三、动态申请单个某类型的空间并初始化 //动态申请单个int类型的空间并初始化为10int* p5 new int(10); //申请 赋值delete p5; //销毁其作用等价于 //动态申请一个int类型的空间并初始化为10int* p6 (int*)malloc(sizeof(int)); //申请*p6 10; //赋值free(p6); //销毁四、动态申请多个某类型的空间并初始化 //动态申请10个int类型的空间并初始化为0到9int* p7 new int[10]{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; //申请 赋值delete[] p7; //销毁
其作用等价于 //动态申请10个int类型的空间并初始化为0到9int* p8 (int*)malloc(sizeof(int)* 10); //申请for (int i 0; i 10; i) //赋值{p8[i] i;}free(p8); //销毁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[ ]。
new和delete操作自定义类型
对于以下自定义类型
class Test
{
public:Test() //构造函数:_a(0){cout 构造函数 endl;}~Test() //析构函数{cout 析构函数 endl;}
private:int _a;
};一、动态申请单个类的空间 用new和delete操作符 Test* p1 new Test; //申请delete p1; //销毁用malloc和free函数 Test* p2 (Test*)malloc(sizeof(Test)); //申请free(p2); //销毁
二、动态申请多个类的空间 用new和delete操作符 Test* p3 new Test[10]; //申请delete[] p3; //销毁
用malloc和free函数 Test* p4 (Test*)malloc(sizeof(Test)* 10); //申请free(p4); //销毁
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和free不会。
总结一下 1、C中如果是申请内置类型的对象或是数组用new/delete和malloc/free没有什么区别。 2、如果是自定义类型区别很大new和delete分别是开空间构造函数、析构函数释放空间而malloc和free仅仅是开空间和释放空间。 3、建议在C中无论是内置类型还是自定义类型的申请和释放尽量都使用new和delete。
operator new和operator delete函数
ew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和delete在底层是通过调用全局函数operator new和operator delete来申请和释放空间的。 operator new和operator delete的用法和malloc和free的用法完全一样其功能都是在堆上申请和释放空间。 int* p1 (int*)operator new(sizeof(int)* 10); //申请operator delete(p1); //销毁其作用等价于 int* p2 (int*)malloc(sizeof(int)* 10); //申请free(p2); //销毁
实际上operator new的底层是通过调用malloc函数来申请空间的当malloc申请空间成功时直接返回若申请空间失败则尝试执行空间不足的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。而operator delete的底层是通过调用free函数来释放空间的。 注意虽然说operator new和operator delete是系统提供的全局函数但是我们也可以针对某个类重载其专属的operator new和operator delete函数进而提高效率。
new和delete的实现原理
内置类型
如果申请的是内置类型的空间new/delete和malloc/free基本类似不同的是new/delete申请释放的是单个元素的空间new[ ]/delete [ ]申请释放的是连续的空间此外malloc申请失败会返回NULL而new申请失败会抛异常。
自定义类型
new的原理 1、调用operator new函数申请空间。 2、在申请的空间上执行构造函数完成对象的构造。
delete的原理 1、在空间上执行析构函数完成对象中资源的清理工作。 2、调用operator delete函数释放对象的空间。
new T[N]的原理 1、调用operator new[ ]函数在operator new[ ]函数中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申请。 2、在申请的空间上执行N次构造函数。
delete[ ] 的原理 1、在空间上执行N次析构函数完成N个对象中资源的清理。 2、调用operator delete[ ]函数在operator delete[ ]函数中实际调用operator delete函数完成N个对象空间的释放。
定位new和表达式(placement-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)
其中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就需要使用定位new表达式进行显示调用构造函数进行初始化。
#include iostream
using namespace std;
class A
{
public:A(int a 0) //构造函数 :_a(a){}~A() //析构函数{}
private:int _a;
};
int main()
{//new(place_address)type 形式A* p1 (A*)malloc(sizeof(A));new(p1)A;//new(place_address)type(initializer-list) 形式A* p2 (A*)malloc(sizeof(A));new(p2)A(2021);//析构函数也可以显示调用p1-~A();p2-~A();return 0;
}注意在未使用定位new表达式进行显示调用构造函数进行初始化之前malloc申请的空间还不能算是一个对象它只不过是与A对象大小相同的一块空间因为构造函数还没有执行。
常见面试题
malloc/free和new/delete的区别 共同点 都是从堆上申请空间并且需要用户手动释放。 不同点
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申请的空间会初始化。 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。 4、malloc的返回值是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和析构函数而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。
内存泄漏 什么是内存泄漏内存泄漏的危害 内存泄漏
内存泄漏是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;
}内存泄漏分类 在C/C中我们一般关心两种方面的内存泄漏 1、堆内存泄漏(Heap Leak)
堆内存指的是程序执行中通过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释放。假设程序的设计错误导致这部分内容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。
2、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住匹配的去释放。 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该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。
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。
如何一次在堆上申请4G的内存 在堆上申请4G的内存
#include iostream
using namespace std;
int main()
{//0xffffffff转换为十进制就是4Gvoid* p malloc(0xfffffffful);cout p endl;return 0;
}在32位的平台下内存大小为4G但是堆只占了其中的2G左右所以我们不可能在32位的平台下一次性在堆上申请4G的内存。这时我们可以将编译器上的win32改为x64即64位平台这样我们便可以一次性在堆上申请4G的内存了。
