电子商务网站规书,做网站的图片大全,营销网站建设 公司,百度网址安全检测目录 C/C内存分布 C语言中动态内存管理方式#xff1a;malloc/calloc/realloc/free
C内存管理方式
new/delete操作内置类型
new和delete操作自定义类型
operator new与operator delete函数 new和delete的实现原理
内置类型
自定义类型
内存泄漏
概念
内存泄漏分类 ⭐…
目录 C/C内存分布 C语言中动态内存管理方式malloc/calloc/realloc/free
C内存管理方式
new/delete操作内置类型
new和delete操作自定义类型
operator new与operator delete函数 new和delete的实现原理
内置类型
自定义类型
内存泄漏
概念
内存泄漏分类 ⭐C/C内存分布
先来看看下面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);
} 这些问题就涉及到C/C程序的内存分布问题 栈区stack在执行函数时函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中效率很高但是分配的内存容量有限。栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。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。分配方式类似于链表。数据段静态区static:存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。代码段存放函数体类成员函数和全局函数的二进制代码可执行的代码/只读常量 。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。 ⭐C语言中动态内存管理方式malloc/calloc/realloc/free
void Test()
{int* p1 (int*)malloc(sizeof(int));free(p1);int* p2 (int*)calloc(4, sizeof(int));int* p3 (int*)realloc(p2, sizeof(int) * 10);free(p3);
}
malloc:这个函数向内存申请⼀块连续可用的空间并返回指向这块空间的指针。参数 size 指的是申请的空间的大小calloc函数的功能是为 num 个大小为 size 的元素开辟⼀块空间并且把空间的每个字节初始化为0。reallocrealloc 函数可以对动态开辟内存大小进行调整返回值为调整之后的内存起始位置。freefree函数用来释放动态开辟的内存。
⭐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/delete操作内置类型
void Test()
{// 动态申请一个int类型的空间int* ptr4 new int;// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10int* ptr5 new int(10);// 动态申请10个int类型的空间int* ptr6 new int[3];delete ptr4;delete ptr5;delete[] ptr6;
} new返回的是该数据类型的指针 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和delete操作自定义类型
new/delete 和 malloc/free最大区别是 new/delete对于【自定义类型】除了开空间还会调用构造函数和析构函数
class A
{
public:A(int a 0): _a(a){cout A(): this endl;}~A(){cout ~A(): this endl;}
private:int _a;
};
int main()
{// new/delete 和 malloc/free最大区别是 new/delete对于【自定义类型】除了开空间还会调用构造函数和析构函数A* p1 (A*)malloc(sizeof(A));A* p2 new A(1);free(p1);delete p2;// 内置类型是几乎是一样的int* p3 (int*)malloc(sizeof(int)); // Cint* p4 new int;free(p3);delete p4;A* p5 (A*)malloc(sizeof(A) * 10);A* p6 new A[10];free(p5);delete[] p6;return 0;
} new和malloc时的对比 delete和free的对比 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malloc与free不会。
我们在使用malloc时常常需要进行如下的类型检查防止内存开辟失败
struct Node
{int val;Node* next;
};
//以创建一个链表的节点为例
Node* CreateNode(int val)
{Node* newnode (Node*)malloc(sizeof(Node));if (newnode NULL){perror(malloc!);exit(-1);}newnode-val val;newnode-next NULL;return newnode;
} 而在C中我们使用new进行开辟空间时不需要进行这样的手动检查new在开辟失败时会抛异常。 ⚡operator new与operator delete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 operator delete全局函数来释放空间。 operator new该函数实际通过malloc来申请空间当malloc申请空间成功时直接返回申请空间 失败尝试执行空间不足应对措施如果改应对措施用户设置了则继续申请否则抛异常。
void* __CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{// try to allocate size bytesvoid* p;while ((p malloc(size)) 0)if (_callnewh(size) 0){// report no memory// 如果申请内存失败了这里会抛出bad_alloc 类型异常static const std::bad_alloc nomem;_RAISE(nomem);}return (p);
}
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
void operator delete(void *pUserData)
{
_CrtMemBlockHeader * pHead;
RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
if (pUserData NULL)
return;
_mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */
__TRY
/* get a pointer to memory block header */
pHead pHdr(pUserData);
/* verify block type */
_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead-nBlockUse));
_free_dbg( pUserData, pHead-nBlockUse );
__FINALLY
_munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */
__END_TRY_FINALLY
return;
}/*
free的实现
*/
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)
通过上述两个全局函数的实现知道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。 ⚡new和delete的实现原理
⚡内置类型 如果申请的是内置类型的空间new和mallocdelete和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[] 和 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。 ⚡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
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
⭐内存泄漏
⚡概念 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。 void MemoryLeaks()
{// 1.内存申请了忘记释放int* p1 (int*)malloc(sizeof(int));int* p2 new int;// 2.异常安全问题int* p3 new int[10];Func(); // 这里Func函数抛异常导致 delete[] p3未执行p3没被释放.delete[] p3;
}
⚡内存泄漏分类 C/C程序中一般我们关心两种方面的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 ____________________
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