C++之内存分配与释放

时间:2021-02-12 01:30:06


C++之内存分配与释放


自己常用的就是new delete和malloc free

程序占用内存的五个区:

一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分: 

1.栈区(stack): 由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2.堆区(heap):一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS(操作系统)回收。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。
3.全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。
4.文字常量区 :常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放。
5.程序代码区—存放函数体的二进制代码。

实例讲解:

int  a=0;   全局初始化区    
char *p1;   全局未初始化区    
int  main()    
{    
  int  b; //栈    
  char  s[]="abc"; //栈    
  char  *p2; //栈    
  char  *p3="123456"; //123456/0在常量区,p3在栈上。    
  static int c =0;//全局(静态)初始化区    
  p1 =  (char  *)malloc(10);  //分配得来得10和20字节的区域就在堆区
  p2  = (char  *)malloc(20);       
  strcpy(p3,"123456"); //123456/0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"  优化成一个地方。    
}    


内存分配的几个区:


:就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清除的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。在一个进程中,位于用户虚拟地址空间顶部的是用户栈,编译器用它来实现函数的调用。和堆一样,用户栈在程序执行期间可以动态地扩展和收缩。

 
:就是那些由malloc 分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个 malloc 就要对应一个 free。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。堆可以动态地扩展和收缩。

 
*存储区,就是那些由 new 等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用 delete 来结束自己的生命的。

 
全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的 C 语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的(初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量与静态变量在相邻的另一块区域,同时未被初始化的对象存储区可以通过 void* 来访问和操纵,程序结束后由系统自行释放),在 C++ 里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。

常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改(当然,你要通过非正当手段也可以修改,而且方法很多)

void f() { int* p=new int[5]; }

  这条短短的一句话就包含了堆与栈,看到 new,我们首先就应该想到,我们分配了一块堆内存,那么指针 p 呢?他分配的是一块栈内存,所以这句话的意思就是:在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针 p。在程序会先确定在堆中分配内存的大小,然后调用 operator new 分配内存,然后返回这块内存的首地址,放入栈中。

那么该怎么去释放呢?

使用 delete []p,这是为了告诉编译器:我删除的是一个数组,VC6 就会根据相应的 Cookie 信息去进行释放内存的工作。

堆与*存储区的区别:
堆(heap)是C语言和操作系统的术语,堆是操作系统所维护的一块特殊内存,它提供了动态分配的功能,使用malloc()、free()来申请/释放内存。而*存储是C++中通过new和delete动态分配和释放对象的抽象概念。基本上,所有的C++编译器默认使用堆来实现*存储。也就是说,默认的全局运算符new和delete也许会使用malloc和free的方式申请和释放存储空间,也就是说*存储区就位于堆上。但程序员也可以通过重载操作符,改用其他内存来实现*存储,例如全局变量做的对象池,这时*存储区就不位于堆上了。

new与malloc的区别

new和malloc的区别是C/C++一道经典的面试题,我也遇到过几次,回答的都不是很好,今天特意整理了一下。

0.       属性

new/delete是C++关键字,需要编译器支持。malloc/free是库函数,需要头文件支持。

1.       参数

使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小,编译器会根据类型信息自行计算。而malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。

2.       返回类型

new操作符内存分配成功时,返回的是对象类型的指针,类型严格与对象匹配,无须进行类型转换,故new是符合类型安全性的操作符。而malloc内存分配成功则是返回void * ,需要通过强制类型转换将void*指针转换成我们需要的类型。

3.       分配失败

new内存分配失败时,会抛出bac_alloc异常。malloc分配内存失败时返回NULL。

4.      自定义类型

         new会先调用operator new函数,申请足够的内存(通常底层使用malloc实现)。然后调用类型的构造函数,初始化成员变量,最后返回自定义类型指针。delete先调用析构函数,然后调用operator delete函数释放内存(通常底层使用free实现)。

         malloc/free是库函数,只能动态的申请和释放内存,无法强制要求其做自定义类型对象构造和析构工作。

5.      重载

C++允许重载new/delete操作符,特别的,布局new的就不需要为对象分配内存,而是指定了一个地址作为内存起始区域,new在这段内存上为对象调用构造函数完成初始化工作,并返回此地址。而malloc不允许重载。

6.       内存区域

new操作符从*存储区(free store)上为对象动态分配内存空间,而malloc函数从堆上动态分配内存。*存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念,凡是通过new操作符进行内存申请,该内存即为*存储区。而堆是操作系统中的术语,是操作系统所维护的一块特殊内存,用于程序的内存动态分配,C语言使用malloc从堆上分配内存,使用free释放已分配的对应内存。*存储区不等于堆,如上所述,布局new就可以不位于堆中。

参考博客:
http://blog.csdn.net/duan19920101/article/details/50989431
http://blog.csdn.net/nie19940803/article/details/76358673