C++——内存管理

1. 内存分布

内存区域的划分：

• 栈——存放局部变量，函数返回值等，是向下扩展的。
• 堆——动态内存分配的区域，是向上扩展的。
• 数据段——全部变量和静态变量存放的位置。
• 代码段——可执行代码和可读常量的存放的位置。

2. C语言和C++动态内存开辟的区别

• c使用的是函数（malloc，calloc，realloc和free），而在c++中引入了new和delete两个关键字
• c++除了用法方便和c语言没有什么本质的区别
• 对于自定义类型，C语言只是开辟空间和释放空间，但是new/dele关键字，在开辟的空间之后是会调用自定义类型的构造函数，释放空间时会调用自定义类型的析构函数
• C++中是没有C语言中realloc函数扩展空间的功能，是需要自己手动实现的
• 在C++中new申请是否失败是不需要我们手动判断的，new的底层抛异常已经帮我们实现了

//用例显示
int *p1=new int(10);   //申请一个int类型的空间，并初始化为10int *p2=new int[10]{1,2,3,4,5}       
//申请10个int类型的空间，并初始前面五个int空间，实际上是申请了44个空间，前面4个空间来放申请对象的数量，这多开的4个空间取决于是否需要有显示的析构函数//释放空间
delete p1;       //只申请一个空间的释放方法
delete[] p2;     //申请多个空间的释放方法

申请销毁单个空间的格式：
int *p1=new int(10);
关键字new+需要申请的类型+对应类型的初始化
delete p1;
关键字delete+只想申请空间的指针
申请销毁对个空间的格式
int *p2=new int[10]{1,2,3,4,5}
关键字new+需要申请的类型+[需要申请的类型的个数]+{对应类型的初始化}
delete[] p2;
关键字delete+[]+指向申请空间首个类型的指针

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与operator delete函数

• 上面讲了new/dele关键字，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。
• 实际上，operator new与operator delete函数的申请和销毁空间的操作也是由malloc和free函数实现的，只是添加了一些其他功能（抛异常）进行了封装。
• new=operator new（malloc+抛异常）+构造函数；delete=析构函数+operator delete（free）

4. new和delete的实现原理

4.1 内置类型

• new/delete和malloc/free的使用相同，并没有什么区别
• new/delete是申请和释放单个空间， new[]/delete[]是申请和释放多个空间

4.2 自定义类型

• new的实现
  • 使用operator new函数开辟空间
  • 调用自定义类型的构造函数
• delete的实现
  • 调用自定义类型的析构函数
  • 使用operator delete函数销毁空间
• new[n]的实现
  • 使用operator new函数开辟连续空间
  • 调用自定义类型的构造函数对前n个对象进行初始化
• delete[]的实现
  • 调用自定义类型的析构函数对前n个对象进行析构，进行资源清理
  • 使用operator delete函数销毁连续空间

注意：
上面也可以看出new/delete关键字的功能是比malloc/free函数的多，因此在使用的时候，尽量对应使用new对应使用delete，malloc对用使用free，不要进行错误的对应使用，这样会很容易出现问题。