C++内存管理

一、C++内存分布

1. 栈又叫堆栈--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。（Linux课程如果没学到这块，现在只需要了解一下）         

3. 堆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--存储全局数据和静态数据。

5. 代码段--可执行的代码/只读常量。

面试题：

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);
}

1. 选择题：
   选项: A.栈  B.堆  C.数据段(静态区)  D.代码段(常量区)
   globalVar在哪里？____   staticGlobalVar在哪里？____   staticVar在哪里？____   localVar在哪里？____num1 在哪里？____

解答上半部分：

因为前三个变量都是用static或者在全局定义的变量，所以都在静态区。

而另外两个都是在程序中临时定义的变量，所以都在栈。

问题：前面3个存储在静态区的变量又什么区别？

第一个没有static修饰的全局变量，在所有文件都生效，而第二个有static定义的变量只能在当前文件中生效，而第三个定义在函数体里面的static变量，只在当前函数体内生效。

---

   char2在哪里？____   *char2在哪里？___
   pChar3在哪里？____      *pChar3在哪里？____
   ptr1在哪里？____        *ptr1在哪里？____

解答下半部分：

char2也是临时变量，所以创建在栈上。

*char2也是创建在栈上。这里有很大分歧，因为*char2指向的是数组的首元素地址，不应该指向的是常量区吗？

这里我们要明白一个道理，abcd这个字符串也是所谓的字面量，本身肯定存储在常量区，但是char2是一个数组，需要将abcd这个字符串拷贝在栈上，所以*char2指向的也是在栈上！

而pchar3本身是一个指针，所以*pchar3就直接指向存储在常量区的abcd~

ptr1本身就是临时变量，存储在栈上，而指向的内容就是动态开辟，因此*ptr1存储的空间就是在堆上。

二. 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。

比如对自定义类型的初始化，我们不能显示调用自定义类型的构造函数，因为构造函数是自动调用。

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

new和delete用法：

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。

new/delete 和 malloc/free的关系：

在内置类型没有本质区别

区别：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malloc与free不会。

如果new失败怎么解决？

我们用try catch 来捕获异常~

三、operator new与operator delete函数

注意这两个不是操作符解引用，而是两个全局函数！封装了malloc和free（处理失败抛异常的问题）

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operator delete全局函数来释放空间。

调用关系：

new -> operator new -> malloc

delete -> operator delete -> free

使用规则：

常见面试题（八股文）

malloc/free和new/delete的区别

malloc/free和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和free是函数，new和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需
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