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二、C语言中动态内存管理方式:malloc/calloc/realloc/free
四、operator new与operator delete函数(重点)
一、C/C++内存管理
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);
free(ptr3);
}
【说明】
二、C语言中动态内存管理方式:malloc/calloc/realloc/free
- malloc
传入的参数是想要申请空间的大小(单位是字节)，返回值是 void* 。开辟的空间不进行初始化。
- calloc
传入的两个参数，是想要申请 num 个所需空间为 size 字节的大小。申请的空间被初始化为0。
- realloc
对 ptr 所指向的空间进行调整，但一般用来扩容使用，若第一个参数是空指针，那么它的作用等同于malloc函数。
注意：这个函数在扩容的时候会有两种情况：原地扩容，异地扩容
- 原地扩容：若当前空间后面有大量空间可供扩容使用，那么就会原地扩容。
- 异地扩容：若当前空间后面没有足够空间供扩容使用，那么系统会重新找一块足够大的空间，将原空间的数据拷贝到新空间，并且将原空间释放。
这个函数是针对在堆区申请的空间进行释放，否则会有内存泄漏的风险。
具体使用方法如下：
void Test()
{
int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));
free(p1);
int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));
int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int) * 10);
free(p3);
}malloc/calloc/realloc的区别？
三、C++中动态内存管理
1、new/delete操作内置类型
//动态申请一个int类型的空间
int* p1 = new int;
delete p1;
//动态申请一个int类型的空间并初始化为10
int* p2 = new int(10);
delete p2;
//动态申请十个int类型的空间
int* p3 = new int[10];
delete[] p3;
//动态申请十个int类型的空间并都初始化为0
int* p4 = new int[10]{ 0 };
delete[] p4;
//将十个int类型空间初始化为这10个数字
int* p5 = new int[10]{ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
delete[] p5;
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[]。
2、new和delete操作自定义类型
class A
{
public:
A(int a = 0)
: _a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}
~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));
A* p2 = new A(1);
free(p1);
delete p2;
// 内置类型是几乎是一样的
int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int));
int* p4 = new int;
free(p3);
delete p4;
A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A) * 10);
A* p6 = new A[10];
free(p5);
delete[] p6;
return 0;
}
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 与 free 不会。在使用内置类型对象时可以进行初始化，在使用自定义类型对象的连续空间时则不可进行初始化，它只能使用无参的或全缺省参数的构造函数。
四、operator new与operator delete函数(重点)
/*
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);
}operator new 是全局函数，是对 malloc 的封装，申请失败就不会在返回空指针，而是抛异常。
/*
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;
}operator delete 也是全局函数，是对 free 的封装。
五、new和delete的实现原理
1、内置类型
2、自定义类型
六、定位new表达式(placement-new)(了解)
关于定位 new 的使用场景是将一块已申请好但未初始化的空间进行初始化或者说就是调用构造函数完成一个对象的初始化。
class A
{
public:
A(int a = 0)
: _a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}
~A()
{
cout << "~A():" << this << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
if (p1 == nulptr)
{
perror("malloc fail");
}
//定位new
//new(p1)A;
new(p1)A(1);//若构造函数有参数，就得传参
p1->~A();
free(p1);
A* p2 = (A*)operator new(sizeof(A));
new(p2)A(10);
p2->~A();
operator delete(p2);
return 0;
}对于这种定位 new 的使用场景我们会感到疑惑，为什么要先开辟一块未初始化的空间，然后再使用该方法完成初始化？为什么不直接 new 和 delete 一块使用在开辟空间时就完成对象的初始化呢？
七、常见面试题
1、malloc/free和new/delete的区别
2、内存泄漏
2.1 什么是内存泄漏，内存泄漏的危害
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;
}2.2 如何避免内存泄漏
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