C++内存管理

平常我们写的代码是存在一个一个文件里面，放在磁盘上面。（代码->文件）

编译链接--可执行程序，可执行程序还是文件存在于磁盘上，只不过变成了二进制文件，它是为我们的cpu准备的，这时候的代码就是二进制指令代码+数据。

1. 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";
   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);
}

1. 选择题：
选项 : A.栈 B.堆 C.数据段 D.代码段
globalVar在哪里？_C__ staticGlobalVar在哪里？__C__
staticVar在哪里？__C__ localVar在哪里？__A__
num1 在哪里？__A__

char2在哪里？_A___ * char2在哪里？_A__
pChar3在哪里？_A___ * pChar3在哪里？__D__
ptr1在哪里？_ A___ * ptr1在哪里？_B___

这里char2是字符串数组，char3在常量区，pchar3是指针，在栈区，*pchar3是在常量区，解引用指向了常量区；

2. 填空题：

sizeof(num1) = __40__;sizeof(char2) = __5__; strlen(char2) = _4___; sizeof(pChar3) = _4/8___; strlen(pChar3) = __4__; sizeof(ptr1) = _4/8___;（strlen不算\0)

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. 堆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。

2. C语言中动态内存管理方式

2.1 malloc/calloc/realloc和free

malloc/calloc/realloc的区别？

calloc:开空间的同时会把空间的值顺便初始化为0；realloc会指向某个空间扩容，不够就新开，之后把新开的首地址返回，malloc就是申请多少就开多少；

3. 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。

跟malloc有很大的区别，new和delete不是函数，是操作符；

C语言的释放用free（p1）

C++用delete

delete p2；

delete p3；

delete p4；

delete p5；

如果是多个对象

delete【】p5；

总之用new就用delete，用new【】，就用delete【】；

针对内置类型，new和delete跟malloc和free没有本质区别，只有用法的区别，new和delete用法简化了

C++没有跟realloc对应的功能

3.2 new和delete操作自定义类型

没有传参数就会构造默认构造函数；

new：1.堆上申请空间 2.调用构造函数初始化

结论：new/delete是为自定义类型准备的，不仅在对申请出来，还会调用构造和析构初始化和清理

4. 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。

这里new的底层逻辑会最主要调用两个函数call operator new（地址），A：：A（地址）这里的operator并非运算符重载而是一个名字，恰巧与重载冲突了而已。

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，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否则抛异常。

void* __CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{

   // try to allocate size bytes
   void* p;
   while ((p = malloc(size)) == 0)
       if (_callnewh(size) == 0)
       {

           // report no memory
           // 如果申请内存失败了，这里会抛出bad_alloc 类型异常
           static const std::bad_alloc nomem;
           _RAISE(nomem);
       }
   return (p);
}

这里发现也是调用c的malloc

operator new存在的意义：1.帮助new开空间，封装malloc（空间依旧是malloc开的），封装的意义是符合C++ new的失败机制（失败抛异常）

operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的

void operator delete(void* pUserData)
{

   _CrtMemBlockHeader* pHead;
   RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
   if (pUserData == NULL)
       return;
   _mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */
   __TRY
       /* get a pointer to memory block header */
       pHead = pHdr(pUserData);
   /* verify block type */
   _ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
   _free_dbg(pUserData, pHead->nBlockUse);
   __FINALLY
       _munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */
   __END_TRY_FINALLY
       return;
}
/*
free的实现
*/
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)