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C/C++ 内存分布与管理：简单易懂的入门指南

article 2024/10/18 9:32:41

1，内存分布概述

1,1内存的组成

在c/c++中，程序的内存分布大致可以分布大致可以分为以下几个部分：

代码区：存放程序的可执行代码。
数据区：

全局/静态变量（数据段）区：存放全局变量和静态变量。
常量区（代码段）：存放常量数据。

堆区：用于动态分配内存。
栈区：用于存放局部变量和函数参数。

1,2内存分配方式

主要有两种：

静态内存分配：在编译时分配内存，生命周期从程序开始到结束🔚。
动态内存分布：在运行时分配内存，可以手动控制，生命周期由程序员管理。

2，内存管理

2,1静态内存分配

在静态内存分配中变量的大小和数量在编译时就已确定。这类内存分配的优点是简单、效率高，但缺点是灵活性差。
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int arr[5]; // 静态分配一个大小为5的数组

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        arr[i] = i + 1; // 赋值
    }

    // 打印数组内容
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        cout << arr[i] << " "; // 输出：1 2 3 4 5
    }
    return 0;
}

2,2动态内存分配

在动态内存分配中，内存是在程序运行时分配的，使用 new 和 delete 关键字。动态分配的优点是灵活，可以根据需要调整内存的大小。⚠️点我主页后续会出
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int *arr = new int[5]; // 动态分配一个大小为5的数组

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        arr[i] = i + 1; // 赋值
    }

    // 打印数组内容
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        cout << arr[i] << " "; // 输出：1 2 3 4 5
    }

    delete[] arr; // 释放动态分配的内存
    return 0;
}

2,3 内存泄漏与管理⚠️

内存泄漏是指程序中动态分配的内存没有被正确释放，导致内存无法被重用。
#include <iostream>
using namespace std;

void leakMemory() {
    int *leak = new int[10]; // 动态分配内存
    // 忘记释放内存
}

int main() {
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        leakMemory(); // 每次调用都会造成内存泄漏
    }
    return 0;
}
如何避免内存泄漏

始终使用 delete 或 delete[] 释放动态分配的内存。
使用智能指针（如 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr）来自动管理内存

3,实例分析

3,1 静态内存分配示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10; // 静态分配
    int b[5]; // 静态分配一个数组

    cout << "a: " << a << endl; // 输出：10
    cout << "b size: " << sizeof(b) / sizeof(b[0]) << endl; // 输出：5
    return 0;
}

3.2 动态内存分配示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int *ptr = new int; // 动态分配一个整数
    *ptr = 20; // 赋值
    cout << "ptr: " << *ptr << endl; // 输出：20

    delete ptr; // 释放内存
    return 0;
}