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C++学习内存管理

article 2025/3/17 16:39:23

1.概念的介绍

总括：

1. 栈（Stack）

存储内容：
- 局部变量（包括函数参数、非静态局部变量）。
- 函数调用的上下文信息（如返回地址、寄存器状态等）。
- 特点：
  - 内存由编译器自动分配和释放。
  - 生命周期与函数调用相关，函数结束时自动释放。
  - 大小有限，通常较小（几MB）。
  - 访问速度快。
  - 2.堆区
  - 存储内容：
    - 动态分配的内存（通过 new、malloc 等分配的内存）。
    - 需要手动管理内存的分配和释放。
  - 特点：
    - 内存由程序员手动管理（使用 new/delete 或 malloc/free）。
    - 生命周期由程序员控制，直到显式释放。
    - 大小较大，受系统内存限制。
    - 访问速度较慢。
    - void bar() {
      int* ptr = new int(20); // ptr 指向堆区分配的内存
      delete ptr; // 手动释放堆区内存
      }
    - 3. 静态区（Static/Global Area）
    - 存储内容：
      - 全局变量。
      - 静态变量（包括静态局部变量和静态成员变量）。
      - 特点：
        
        内存分配在程序启动时完成，程序结束时释放。
        
        生命周期贯穿整个程序运行期间。
        
        访问速度较快。
        
        int globalVar = 30; // 全局变量，存储在静态区
        
        void baz() {
        static int staticVar = 40; // 静态局部变量，存储在静态区
        }
        
        4. 常量区（Constant Area）
        
        存储内容：
        
        常量数据（如字符串常量、const 修饰的常量变量）。
        
        只读数据。
        
        特点：
        
        内存分配在程序启动时完成，程序结束时释放。
        
        数据不可修改。
        
        访问速度较快。
        
        const int constVar = 50; // 常量变量，存储在常量区
        const char* str = "Hello, World!"; // 字符串常量，存储在常量区
        
        2.new和delete
        
        1.new
        
        1.int *ptr1=new int;创建一个Int类型的变量
        
        2.int*ptr2=new int[10];创建10个int类型的变量。
        
        3.int*pt3r=new int[10]{1,2,3,4};这里意思是创建10个int类型的空间，然后将前四个分别初始化为1,2,3,4，然后后面的都初始化为0。
        
        4.当int变为自定义类类型的时候，会自动调用构造函数。
        
        2.delete
        
        1.上面三个地址删除时调用delete，写法分别是,delete ptr1,
        
        delete []ptr2,delete[]ptr3;
        
        申请连续空间用new[],删除连续的空间delete[]。
        
        3.new和delete操作自定义类型
        
        当new和delete对自定义类型进行操作时，会自动调用构造函数和析构函数。
        
        4.operator new和operator delete
        
        new和delete在底层会调用operator new和operator delete进行动态内存空间管理。operator new operator delete它们两个是系统提供的全局函数，new调用opreator new，delete调用operator delete来释放和申请空间。
        
        5.new和delete的实现原理
        
        6.定位new
        
        定位new是在已分配空间的部分调用构造函数初始化对象，一般配合内存池使用，因为一般内存池中的类对象是没有初始化的。
        
        7.malloc和new的区别
        
        1.malloc是函数,new是操作符。
        
        2.malloc不会初始化，new会初始化。
        
        3.malloc申请空间需要手动计算空间的大小，new可以不同后面直接跟类型（有内置类型int,char等，也有自定义类型date等），如果是多个对象直接在[]里面跟上创建对象的个数即可。
        
        4.malloc创建的空间返回的指针是void*，必须强制转换，new可以不用，因为new在使用的时候后面跟了类型。
        
        5.malloc开辟空间失败时返回NULL，但是new不会，它会抛出异常。需要来接收。
        
        6.申请自定义类型对象时，new会调用构造函数，delete在释放空间前会调用析构函数释放自定义对象的资源，但是malloc和free不会。