济南外贸网站建站,江苏永坤建设有限公司网站,专业排名优化公司,外销网站怎么做的目录 一、C内存分布 二、C语言与C内存管理方式 1、C语言中动态内存管理方式#xff1a;malloc/calloc/realloc/free 2、C中的内存管理方式#xff1a;new/delete 三、operator new与operator delete函数 1、函数概念#xff1a; 2、函数使用#xff1a; 3、底层原理…目录 一、C内存分布 二、C语言与C内存管理方式 1、C语言中动态内存管理方式malloc/calloc/realloc/free 2、C中的内存管理方式new/delete 三、operator new与operator delete函数 1、函数概念 2、函数使用 3、底层原理 四、new和delete的实现原理 1、对于内置类型 2、对于自定义类型​​​​​​​ 五、内存泄漏 1、概念 2、内存泄漏分类 3、避免内存泄漏 一、C内存分布 c/c中程序内存区域划分 1、栈区又叫堆栈--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、堆区用于程序运行时动态内存分配堆是可以向上增长的。 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。 二、C语言与C内存管理方式 1、C语言中动态内存管理方式malloc/calloc/realloc/free malloc在内存的动态存储区中分配一块长度为size字节的连续区域参数size为需要内存空间的长度返回该区域的首地址 calloc与malloc类似不同点是函数calloc() 会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零 realloc 给一个已经分配了地址的指针重新分配空间可以做到对动态开辟内存大小的调整。 void Test1() {char* ptr1 (char*)malloc(sizeof(char));int* ptr2 (int*)calloc(4, sizeof(int));int* ptr3 (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 10);free(ptr1);free(ptr3); } 2、C中的内存管理方式new/delete C的内存管理方式通过new和delete操作符进行动态内存管理。 为什么c要出一套自己的内存管理规则 1、C语言的申请内存比较繁琐要强转要计算大小要检查返回值 2、无法对自定义类型的空间申请做出很好的控制针对自定义类型能更好的初始化与清理 1new/delete操作内置类型 void Test2() {// 动态申请一个int类型的空间int* ptr1 new int;// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10int* ptr2 new int(10);// 动态申请10个int类型的空间int* ptr3 new int[3];// 动态申请10个int类型的空间并初始化/不完全初始化int* ptr4 new int[10] {1, 2, 3, 4, 5};delete ptr1;delete ptr2;delete[] ptr3;delete[] ptr4; }   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[]注意匹配起来使用。 2、new和delete操作自定义类型 new和delete相比于malloc和free的优点 申请空间时malloc只开空间new不仅开空间还会调用构造函数初始化。 释放空间时delete会调用析构函数free不会。 当我们运行以下程序可知 class A { public:A(int a 0){cout A() // 调用构造函数 endl;}~A(){cout ~A() // 调用析构函数 endl;}private:int _a; };int main() {A* a new A(1);delete a;return 0; } 且new在申请内存时不需要像malloc一样检查合法性new申请空间失败会自动抛异常 void Test3() {//malloc失败返回空指针int* ptr1 (int*)malloc(sizeof(int) * 10);assert(ptr1); //malloc出来的需要检查合法性int* ptr2 new int; //new出来的不需要检查合法性失败会自动抛异常 } 三、operator new与operator delete函数 1、函数概念 注意operator new和operator delete不是对new和delete的重载是库函数。 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在底层通过调用 operator delete全局函数来释放空间。 operator new的本质是对malloc的封装。 该函数实际上就是通过malloc来申请空间申请成功时直接返回失败时抛异常 operator delete的本质是对free的封装。 2、函数使用 void Test4() {int* ptr2 (int*)malloc(sizeof(int));free(ptr2);// 使用方法与malloc/free相似int* ptr1 (int*)operator new(sizeof(int));operator delete(ptr1); } operator new/operator delete与malloc/free的相同点 功能一样不会去调用构造函数和析构函数。 不同点 operator new不需要检查开辟空间的合法性失败就抛异常。 3、底层原理 new的底层原理转换成调用operator new 构造函数 delete的底层原理转换成调用operator delete 析构函数 operator new与operator delete的类专属重载 为了避免有些情况下我们反复的向堆申请释放空间于是产生池化技术内存池直接找内存池申请释放空间此时效率更高更快。new/delete的类专属重载就是在new调用operator new的时候就可以走内存池的机制从而提高效率。 内存池 内存池是一种内存管理策略它通过预先分配一定数量的、大小固定的内存块来优化内存分配性能和减少内存碎片化从而提高资源利用率。内存池允许应用程序快速、高效地获取和释放内存而不需要频繁地从系统内存中分配和释放小块内存。 四、new和delete的实现原理 1、对于内置类型 对于内置类型new和mallocdelete和free基本类似 不同点为 new/delete申请和释放的是单个元素的空间new[]和delete[]申请的是连续空间。new在申请空间失败时会抛异常malloc会返回NULL。 2、对于自定义类型​​​​​​​ new的原理 调用operator new函数申请空间。在申请的空间上执行构造函数完成对象的构造。 delete的原理 在空间上执行析构函数完成对象中资源的清理工作。调用operator delete函数释放对象的空间。 new T[N]的原理 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。在申请的空间上执行N次构造函数。 delete[]的原理 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。调用operator delete[]释放空间实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间。 五、内存泄漏 1、概念 内存泄漏是一种编程错误发生在一个程序重复地分配内存但未能释放已不再使用的内存。这将导致系统内存逐渐耗尽最终可能使得程序或整个系统变得不稳定甚至崩溃。 内存泄漏的危害 内存泄漏会导致程序持续占用内存而不释放造成系统性能下降。 当内存泄漏累积到一定程度时程序运行速度变慢响应时间变长。 当大量内存被泄漏时会导致系统内存不足从而造成使系统崩溃或死锁等问题。 2、内存泄漏分类 在C/C程序中一般我们主要关心以下内存泄漏 堆内存泄漏(Heap leak) 堆内存指的是程序执行中依据须要分配通过malloc / calloc / realloc / new等从堆中分配的一块内存用完后必须通过调用相应的 free或者delete 删掉。假设程序的设计错误导致这部分内存没有被释放那么以后这部分空间将无法再被使用就会产生Heap Leak。 系统资源泄漏: 指程序使用系统分配的资源比方套接字、文件描述符、管道等没有使用对应的函数释放掉导致系统资源的浪费严重可导致系统效能减少系统执行不稳定。 3、避免内存泄漏 1、养成良好的编码规范确保每次分配内存后都有对应的释放内存的操作。 2、使用垃圾回收机制一种自动管理内存的方式可以自动回收无用的内存防止内存泄漏。 3、采用RAII思想或者智能指针来管理资源。 4、进行内存泄露测试可以使用一些内存泄露测试工具比如Valgrind、Memory Profiler等。