1.c的動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理

c語(yǔ)言的動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理使用的函數(shù)為malloc/calloc/realloc/free

1.1 malloc/calloc/realloc

void Test ()
{
    int* p1 = (int*) malloc(sizeof(int));
    free(p1);
    // 1.malloc/calloc/realloc的區(qū)別是什么？
    int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int));
    int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10);
    // 這里需要free(p2)嗎？
    free(p3 );
}

malloc 和 calloc 都是動(dòng)態(tài)內(nèi)存申請(qǐng)函數(shù)，不同點(diǎn)是：

• malloc 和calloc 的參數(shù)不同，前者是申請(qǐng)的字節(jié)大小，后者為一個(gè)類型的大小和個(gè)數(shù)，
• malloc 不初始化，calloc 初始化
• malloc 為內(nèi)存分配一塊，calloc 分配n快

realloc是用來(lái)擴(kuò)容的函數(shù)，就是你malloc或calloc空間不夠的時(shí)候，使用realloc來(lái)增加空間的。

注意：realloc擴(kuò)容方式有兩種，第一種就是malloc之后，后邊的內(nèi)存依然足夠擴(kuò)容，那么realloc就在之前空間的后面擴(kuò)容，如果不夠，則再找一塊內(nèi)存空間，將之前的數(shù)據(jù)拷貝到realloc里面，再擴(kuò)容。

2.C++動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理

C語(yǔ)言內(nèi)存管理方式在C++中可以繼續(xù)使用，但有些地方就無(wú)能為力，而且使用起來(lái)比較麻煩，因
此C++又提出了自己的內(nèi)存管理方式：通過(guò)new和delete操作符進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理。

2.1 new/delete操作內(nèi)置類型

int main()
{
	//text1();
	int* a1 = new int;//不初始化
	cout << *a1 << endl;
	delete a1;
	int* a2 = new int(1);//初始化為1
	cout << *a2 << endl;
	delete a2;
 
	int* a3 = new int[3]{1,2,3};//多次開(kāi)辟，初始化
	int i = 0;
	for (i=0;i<3;i++)
	{
		cout << a3[i] << endl;
	}
 
	delete[] a3;
 
	return 0;
}

注意：開(kāi)辟一個(gè)元素，delete不用加[],開(kāi)辟多個(gè)元素，delete一定要加[],不然會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)bug。

2.2 new/delete操作自定義類型

class sss
{
public:
	sss(int a=0,int b=0)
		:_a(a)
		,_b(b)
	{
		;
	}
	~sss()
	{
		_a = 0;
		_b = 0;
	}
 
private:
	int _a;
	int _b;
};
int main()
{
	//使用new
	sss* s1 = new sss[2]{ {1,1},{2,2} };
	delete[] s1;
	//使用malloc
	sss* s2 = (sss*)malloc(sizeof(sss)*2);
	free(s2);
	return 0;
}

注意：new/delete 和 malloc/free最大區(qū)別是 new/delete對(duì)于【自定義類型】除了開(kāi)空間還會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。且malloc不能初始化，new可以初始化，這是兩者最大的區(qū)別。

2.3 new底層原理

new和delete是用戶進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存申請(qǐng)和釋放的操作符，operator new 和operator delete是系統(tǒng)提供的全局函數(shù)，new在底層調(diào)用operator new全局函數(shù)來(lái)申請(qǐng)空間，delete在底層通過(guò)operator delete全局函數(shù)來(lái)釋放空間。

底層代碼：

/*
operator delete: 該函數(shù)最終是通過(guò)free來(lái)釋放空間的
*/
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的實(shí)現(xiàn)
*/
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)

通過(guò)上述兩個(gè)全局函數(shù)的實(shí)現(xiàn)知道，operator new 實(shí)際也是通過(guò)malloc來(lái)申請(qǐng)空間，如果malloc申請(qǐng)空間成功就直接返回，否則執(zhí)行用戶提供的空間不足應(yīng)對(duì)措施，如果用戶提供該措施就繼續(xù)申請(qǐng)，否則就拋異常。operator delete 最終是通過(guò)free來(lái)釋放空間的。

2.4  new 和 delete實(shí)現(xiàn)原理

• 內(nèi)置類型和malloc基本一樣，不會(huì)有太大差別。不同的地方是：new/delete申請(qǐng)和釋放的是單個(gè)元素的空間，new[]和delete[]申請(qǐng)的是連續(xù)空間，而且new在申請(qǐng)空間失敗時(shí)會(huì)拋異常，malloc會(huì)返回NULL。
• 自定義類型會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，malloc不會(huì)調(diào)用。

3.malloc/free和new/delete的區(qū)別

malloc/free和new/delete的共同點(diǎn)是：都是從堆上申請(qǐng)空間，并且需要用戶手動(dòng)釋放。不同的地方是：

• 1. malloc和free是函數(shù)，new和delete是操作符
• 2. malloc申請(qǐng)的空間不會(huì)初始化，new可以初始化
• 3. malloc申請(qǐng)空間時(shí)，需要手動(dòng)計(jì)算空間大小并傳遞，new只需在其后跟上空間的類型即可，如果是多個(gè)對(duì)象，[]中指定對(duì)象個(gè)數(shù)即可
• 4. malloc的返回值為void*, 在使用時(shí)必須強(qiáng)轉(zhuǎn)，new不需要，因?yàn)閚ew后跟的是空間的類型
• 5. malloc申請(qǐng)空間失敗時(shí)，返回的是NULL，因此使用時(shí)必須判空，new不需要，但是new需要捕獲異常
• 6. 申請(qǐng)自定義類型對(duì)象時(shí)，malloc/free只會(huì)開(kāi)辟空間，不會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)，而new在申請(qǐng)空間后會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)完成對(duì)象的初始化，delete在釋放空間前會(huì)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)完成空間中資源的清理。

以上就是詳解C++動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

最新評(píng)論