【C/C++】图文题目吃透内存管理

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编辑推荐: 本文主要介绍了C/C++内存的分段情况，C++内容管理方式、operator new与operator delete函数、new和delete的实现原理、定位new的表达式、最后介绍相关面试题的解析。希望能为大家提供一些参考或帮助。文章来自于华为云，由火龙果Linda编辑推荐。

【摘要】学习目标：了解C/C++内存的分段情况，C++内容管理方式、operator new与operator delete函数、new和delete的实现原理、定位new的表达式、最后介绍相关面试题的解析@[toc] 一、C/C++内存分段C/C++程序会对内存进行分段。从C语言的角度我们知道：分为栈、堆和静态区：从操作系统的角度我们分为：对于不同的区域数据有不同的性质，方便管理。栈又叫堆栈，...

学习目标：了解C/C++内存的分段情况，C++内容管理方式、operator new与operator delete函数、new和delete的实现原理、定位new的表达式、最后介绍相关面试题的解析

一、C/C++内存分段

C/C++程序会对内存进行分段。

从C语言的角度我们知道：分为栈、堆和静态区：

从操作系统的角度我们分为：

对于不同的区域数据有不同的性质，方便管理。

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>。

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。

堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。

数据段–存储全局数据和静态数据。

代码段–可执行的代码/只读常量。

我们先来看下面的一段代码和相关问题,直接进行灵魂拷问：

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); }

globalVar在哪里？全局变量，在数据段（静态区）

staticGlobalVar在哪里？静态变量，在数据段（静态区）

staticVar在哪里？数据段（静态区）

localVar在哪里？局部变量，在栈

num1 在哪里？栈

char2在哪里？栈

*char2在哪里？"abcd"常量在代码段中,char2在栈中开辟一个数组，在把常量拷贝到数组中去，*char就是a，a在栈中

pChar3在哪里？pChar3是局部变量，是常变量，还是在栈中

*pChar3在哪里？pChar3是一个指针（也就是"abcd"的地址），故*pChar3在代码段(常量区)中

ptr1在哪里？ptr1是一个局部变量的指针，指向在堆上动态开辟的空间，所以ptr1在是在栈上的

*ptr1在哪里？*ptr1在堆上，在堆

sizeof(num1) = 40;

sizeof(char2) = 5;

strlen(char2) = 4；

sizeof(pChar3) = 4/8;

strlen(pChar3) = 4;

sizeof(ptr1) = 4/8;

至此，结束我们的这一道题。

二、C语言中动态内存管理方式

malloc/calloc/realloc和free

void Test () { int* p1 = (int*) malloc(sizeof(int)); free(p1); // 1.malloc/calloc/realloc的区别是什么？ int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int)); int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10); // 这里需要free(p2)吗？ free(p3); }

对于区别，直接看我之前的博客

对于另一个问题，我们知道realloc扩完容之后，原地扩容则p2和p3是一样，如果是异地扩容realloc会把p2释放掉

三、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。

1.new/delete操作内置类型

int main() { //内置类型 //相比于malloc/free，除了用法没有其他区别 //动态申请一个int类型的空间 int* p1 = new int; delete p1; //动态申请一个int类型的空间并初始化为0 int* p2 = new int(0); delete p2; //动态申请10个int类型的空间 int* p3 = new int[10]; delete[] p3; //动态申请10个int类型的空间，并初始化 int* p4 = new int[10]{ 1,2,3,4 }; delete[] p4; return 0; }

注：==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[]==

同时，malloc失败会返回一个空指针

而new失败会抛出异常：

void Test() { while (1) { //new失败，抛出异常——不需要检查返回值 char* p1 = new char[1024 * 1024 * 1024]; cout

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