C++-内存管理(1)

1. C/C++内存分布

首先我们需要知道,在C++中的内存分为5个区。

1. 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。
3. 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(静态区) -- 存储全局数据和静态数据。
5. 代码段(常量区) -- 可执行的代码 / 只读常量

那么为什么要划分这么多区域呢?首先数据是需要存储的,那么不同的数据就有不同的性质,内存区域的划分就是为了满足数据存储的各种需求。 

栈区可以建立栈帧,函数的一些临时变量在函数执行完之后就不需要了,可以直接销毁,函数结束了之后,栈帧会自动销毁,所以这些临时变量就会销毁。

堆区是为了满足数据动态使用的需求,在数据结构中会大量的使用动态内存,销毁的时间由自己决定,自己不需要了就可以自行销毁。

一些全局变量,静态的数据存放在静态区,整个程序在运行期间都需要这些数据,所以这些数据要一直存在,作用域是全局的。

可执行代码和不修改的数据(常量)存放在常量区。

我们先来看下面的一段代码和相关问题。

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);
}

 前面三个肯定是存在静态区的,这个没有疑问。locaval是存在栈区的,num1也是放在栈区,因为都是临时创建出来的,存放在栈区。

char2也是临时变量,存放在栈区。*char2也是存放在栈区。pchar3也是在栈区,虽然有const修饰,但是需要注意的是这个const修饰的是这个指针指向的内容,而不是这个指针。所以*pchar3存放在常量区,因为这个指针被const修饰。ptr1是创建出来的一个临时变量,所以在栈上面,*ptr1指向的是动态开辟出来的空间,而这块空间是在堆上面。

我们再来看一下下面这些填空题。

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);
}

 

 需要注意的是strlen算的是长度不算'\0',sizeof算的是大小,'\0'也开了空间的,指针的大小取决于当前编译器是32bit位还是64bit位。


2. C语言中动态内存管理方式:malloc/calloc/realloc/free

1. malloc/calloc/realloc的区别?

calloc与malloc的区别是calloc等于malloc+memset,将开辟的空间全部初始化成0.realloc是调整空间大小,如果这个空间还没有开辟,那么第一次realloc相当于一次malloc。


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
C++ 又提出了自己的内存管理方式: 通过 new delete 操作符进行动态内存管理

3.1 new/delete操作内置类型  

C++开辟空间使用new+类型,如果需要开多个空间,在类型后加[]。

int main()
{
	int* p1 = new int;
	int* p2 = new int[4];
	return 0;
}

对内置类型,可以看到开出来的空间并不会初始化,是随机值。

 那么想初始化怎么办?

如果是单个值的话在类型后面加(),多个值则加{}。

int main()
{
	int* p3 = new int(1);
	int* p4 = new int[4] {4, 6, 8};
	return 0;
}

 如果开了10个int的空间,只初始化了前面几个,那么后面的数据会默认初始化成0.

那么怎么释放呢?C++规定new出来的空间使用delete来释放。

int main()
{
	int* p1 = new int;
	int* p2 = new int[4];

	int* p3 = new int(1);
	int* p4 = new int[4] {4, 6, 8};

	delete p1;
	delete[] p2;

	delete p3;
	delete[] p4;
	return 0;
}
注意:申请和释放单个元素的空间,使用 new delete 操作符,申请和释放连续的空间,使用
new[] delete[] ,注意:匹配起来使用。

3.2 newdelete操作自定义类型

我们来看下面这段代码,如果使用malloc为自定义类型的对象开空间的话,就没办法初始化,因为自定义类型的初始化在构造函数里面,构造函数是对象实例化的时候自动调用的。

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));
	return 0;
}

所以就要换成new来开空间,new会做两件事情,第一就是开空间,第二是调用此自定义类型的默认构造函数,如果没有默认构造函数则会报错。

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		: _a(a)
	{
		cout << "A():" << this << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A():" << this << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	A* p2 = new A(1);
	delete p2;
	return 0;
}

delete也会做两件事,第一件事是调用该自定义类型的析构函数,第二件事是释放空间。就相当于先清理资源,再释放掉空间。

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		: _a(a)
	{
		cout << "A():" << this << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A():" << this << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	A* p2 = new A(1);
	delete p2;
	A* p3 = new A[10];
	delete[] p3;
	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mallocfree不会


4. operator newoperator delete函数

new delete 是用户进行 动态内存申请和释放的操作符 operator new operator delete
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 实际也是通过 malloc 来申请空间 ,如果 malloc申请空间成功就直接返回,否则执行用户提供的空间不足应对措施,如果用户提供该措施 就继续申请,否则就抛异常。operator delete 最终是通过 free 来释放空间的

5. newdelete的实现原理

5.1 内置类型

如果申请的是内置类型的空间, new malloc delete free 基本类似,不同的地方是:
new/delete 申请和释放的是单个元素的空间, new[] delete[] 申请的是连续空间,而且 new 在申
请空间失败时会抛异常, malloc 会返回 NULL

5.2 自定义类型

new 的原理
1. 调用 operator new 函数申请空间
2. 在申请的空间上执行构造函数,完成对象的构造
delete 的原理
1. 在空间上执行析构函数,完成对象中资源的清理工作
2. 调用 operator delete 函数释放对象的空间
new T[N] 的原理
1. 调用 operator new[] 函数,在 operator new[] 中实际调用 operator new 函数完成 N 个对
象空间的申请
2. 在申请的空间上执行 N 次构造函数
delete[] 的原理
1. 在释放的对象空间上执行 N 次析构函数,完成 N 个对象中资源的清理
2. 调用 operator delete[] 释放空间,实际在 operator delete[] 中调用 operator delete 来释
放空间

6. 常见面试题

6.1 malloc/freenew/delete的区别

malloc/free new/delete 的共同点是:都是从堆上申请空间,并且需要用户手动释放。不同的地 方是:
1. malloc free 是函数, new delete 是操作符
2. malloc 申请的空间不会初始化, new 可以初始化
3. malloc 申请空间时,需要手动计算空间大小并传递, new 只需在其后跟上空间的类型即可, 如果是多个对象,[] 中指定对象个数即可
4. malloc 的返回值为 void*, 在使用时必须强转, new 不需要,因为 new 后跟的是空间的类型
5. malloc 申请空间失败时,返回的是 NULL ,因此使用时必须判空, new 不需要,但是 new
要捕获异常
6. 申请自定义类型对象时, malloc/free 只会开辟空间,不会调用构造函数与析构函数,而 new 在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化,delete 在释放空间前会调用析构函数完成 空间中资源的清理

6.2 内存泄漏

6.2.1 什么是内存泄漏,内存泄漏的危害

什么是内存泄漏:内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况。内
存泄漏并不是指内存在物理上的消失,而是应用程序分配某段内存后,因为设计错误,失去了对
该段内存的控制,因而造成了内存的浪费。
内存泄漏的危害:长期运行的程序出现内存泄漏,影响很大,如操作系统、后台服务等等,出现
内存泄漏会导致响应越来越慢,最终卡死。

6.2.2如何避免内存泄漏

1. 工程前期良好的设计规范,养成良好的编码规范,申请的内存空间记着匹配的去释放。 ps : 这个理想状态。但是如果碰上异常时,就算注意释放了,还是可能会出问题。需要下一条智 能指针来管理才有保证。
2. 采用 RAII 思想或者智能指针来管理资源。
3. 有些公司内部规范使用内部实现的私有内存管理库。这套库自带内存泄漏检测的功能选项。
4. 出问题了使用内存泄漏工具检测。 ps :不过很多工具都不够靠谱,或者收费昂贵。
总结一下 :
内存泄漏非常常见,解决方案分为两种: 1 、事前预防型。如智能指针等。 2 、事后查错型。如泄 漏检测工具。

今天的分享到这里就结束了,感谢大家的阅读!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mfbz.cn/a/361558.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

解说 AIGC(人工智能生成内容) 是什么?

前言 AIGC (AI Generated Content)即人工智能生成内容,一般认为是相对于PCG(专业生成内容)、UCG(用户生成内容)而提出的概念。AIGC狭义概念是利用AI自动生成内容的生产方式。广义的AIGC可以看作是像人类一样具备生成创造能力的AI技术,即生成式AI,它可以基于训练数据和生成算法…

漏洞原理SSRF漏洞

漏洞原理SSRF漏洞 服务器请求伪造 SSRF(Server Side Request Forgery)是一种服务器端请求伪造漏洞。它允许攻击者利用后端服务器来发送未经授权的请求。攻击者可以通过修改请求的目标地址,将请求发送到内部网络或其他受信任的服务器上,从而绕过防火墙和访问控制。 SSRF漏洞…

redis使用Big key的问题

文章目录 BigKey带来的问题业务场景具体现象解决思路 BigKey带来的问题 客户端执行命令的时延变大&#xff1a;对大Key进行的慢操作会导致后续的命令被阻塞&#xff0c;从而导致一系列慢查询。 引发操作阻塞&#xff1a;Redis内存达到maxmemory参数定义的上限引发操作阻塞或重…

2016年苏州大学837复试机试C/C++

2016年苏州大学复试机试 第一题 题目 公鸡5元一只&#xff0c;母鸡3元一只&#xff0c;幼鸡1元3只。若100元钱买了100只鸡&#xff0c;问其中公鸡、母鸡、幼鸡各多少只&#xff1f; 博主注&#xff1a;此题经典百元买百鸡问题&#xff0c;出自&#xff1a;公元5世纪末&#…

mysql 允许其他ip访问

1.改表法。 可能是你的帐号不允许从远程登陆&#xff0c;只能在localhost。这个时候只要在localhost的那台电脑&#xff0c;登入mysql后&#xff0c;更改 “mysql” 数据库里的 “user” 表里的 “host” 项&#xff0c;从"localhost"改称"%" //执行以下…

基础知识总结

概念概述 计算机网络是通过传输介质、通信设施和网络通信协议&#xff0c;把分散在不同地点的计算机设备互连起来&#xff0c;实现资源共享和数据传输的系统。而网络编程就是编写程序使联网的两个或多个设备&#xff08;比如计算机&#xff09;之间进行数据传输。Java语言对网…

JRT人大金仓测试

之前基于IRIS导出的Sql脚本用JRT的导表脚本执行Sql语句在PostGreSql数据库把IRIS导出的库还原。并且试了模板设计器的打开和保存及打印功能。本次测试IRIS导出的Sql在人大金仓上还原数据库&#xff0c;并且测试模板设计器功能和打印。 首先碰到的一个坑是人大金仓把空串存成NU…

P1228 地毯填补问题(葬送的芙蓉王【bushi】)

地毯填补问题 题目描述 相传在一个古老的阿拉伯国家里&#xff0c;有一座宫殿。宫殿里有个四四方方的格子迷宫&#xff0c;国王选择驸马的方法非常特殊&#xff0c;也非常简单&#xff1a;公主就站在其中一个方格子上&#xff0c;只要谁能用地毯将除公主站立的地方外的所有地…

Vue Router 动态路由

聚沙成塔每天进步一点点 本文内容 ⭐ 专栏简介1. 动态路由的使用2. 动态路由的原理解析路由匹配路由参数的传递组件渲染动态路由的变化 3. 更多动态路由的实例3.1. 动态路径匹配多层级3.2. 动态路径的正则匹配3.3. 编程式导航与动态路由 总结 ⭐ 写在最后 ⭐ 专栏简介 Vue学习之…

CSS 3D三角彩色锥形旋转动画效果

<template><view class="pyramid-loader"><view class="wrapper"><span class="side side1"></span> <!-- 金字塔的一个面 --><span class="side side2"></span> <!-- 金字塔的…

会计试算平衡

目录 一. 试算平衡的意义二. 试算平衡的原理和内容三. 试算平衡表 \quad 一. 试算平衡的意义 \quad ①验证错误 ②便于编制会计报表 试算表根据各分类账借贷余额汇总编制而成&#xff0c;依据试算表编制会计报表将比直接依据分类账来编制更为方便,拥有大量分类账的企业尤为便捷…

浙大发布Agent学习框架,13B 模型达到 ChatGPT 水平!

2023 年下半年&#xff0c;AI Agent 正式开启「大模型下半场」。 自“人工智能”这门学科创立之初&#xff0c;一种可以“观察世界”-“思考推理”-“做出行动”-“反思学习”的人造代理就是构建通用人工智能的终极目标之一。而基于大模型的 AI Agent 借助大模型强大的推理判断…

(天坑的87端口)nginx代理端口不生效,代理87端口遇到的问题及原因

目录 一. 问题产生 二.问题现象 三.问题排查 四.柳暗花明 五.解决方案 六.不安全的端口号 七.总结 一. 问题产生 因为之前的一个项目一直是用的86端口&#xff0c;这次要在一台新的服务器上重新部署两个项目&#xff0c;很自然而然的继续86端口&#xff0c;另一个也没想&…

【数据结构与算法】之哈希表系列-20240130

这里写目录标题 一、383. 赎金信二、387. 字符串中的第一个唯一字符三、389. 找不同四、409. 最长回文串五、448. 找到所有数组中消失的数字六、594. 最长和谐子序列 一、383. 赎金信 简单 给你两个字符串&#xff1a;ransomNote 和 magazine &#xff0c;判断 ransomNote 能不…

C++/MFC:在窗体Form(Dialog)中多个编辑框时,在输入时将回车解释为TAB键,将输入焦点移到下一个编辑框的方法

很多时候&#xff0c;为了输入方便&#xff0c;常用的做法&#xff0c;就是将回车键解释为将输入焦点移动到下一个编辑框中。就像是我的VxTerm中的快速连接输入一样&#xff1a; VxTerm是一个国产化替代的SSH工具&#xff0c;可以从本站的资源中免费下载并且免费使用&#xff…

R高级绘图 | P1 | 带边缘分布散点图 | 代码注释 + 结果解读

新系列 —— R高级绘图&#xff0c;准备整理所有曾经绘制过的图图和未来需要的图图们的代码&#xff01;预计这个系列会囊括所有常见图形&#xff0c;只提供高级绘图代码&#xff0c;基础绘图主要在 R语言绘图 系列中进行介绍&#xff0c;这个系列咱们主打&#xff1a;需要XX图…

数学公式OCR识别php 对接mathpix api 使用公式编译器

数学公式OCR识别php 对接mathpix api 一、注册账号官网网址&#xff1a;https://mathpix.com 二、该产品支持多端使用注意说明&#xff08;每月10次&#xff09; 三、api 对接第一步创建create keyphp对接api这里先封装两个请求函数&#xff0c;get 和post &#xff0c;通过官方…

Kotlin快速入门系列11

Kotlin的集合 集合类 Java类库有一套相当完整的容器集合类用来持有对象。跟Java一样&#xff0c;集合类存放的都是对象的引用&#xff0c;而非对象本身(我们经常说的集合指的是集合中对象的引用)&#xff0c;Kotlin的集合类是在Java的集合类库基础上进行的优化&#xff0c;新引…

拥抱变局,坚韧向新|复旦大学-华盛顿大学EMBA项目C20毕业典礼

12月初&#xff0c;复旦大学-华盛顿大学EMBA项目20班的学员们前往美国&#xff0c;完成了项目最后一次移动课堂&#xff0c;并在奥林商学院举办了毕业典礼。      20班的学员们在项目20周年之际入学&#xff0c;也是疫情以来第一个正式恢复线下授课的班级。虽然经历了一些波…

《二叉树》——3(层序遍历)

目录 前言&#xff1a; 层序遍历: 解析&#xff1a; 前言&#xff1a; 本文主讲链式二叉树的层序遍历&#xff0c;在前面的张篇blog我们初步实现了链式二叉树递归部分的内容&#xff0c;对于递归算法的学习和思维方式我们仍然需要不断加强&#xff0c;所以将对链式二叉树进行…
最新文章