內存管理

在C++中，一個可執行程序的虛擬地址空間可分為，內核、棧、共享庫的內存映射區域、堆、數據區和代碼段，具體分布額如下圖所示：

內核: 操作系統

棧區: 函數的形參，非靜態的局部變量，函數現場保護數據等等，棧是向下增長的。

共享庫的內存映射區域 用于裝載一個共享的動態內存庫。用戶可使用系統接口創建共享內存，做進程間通信。

堆區: 用于程序運行時動態內存分配，堆是可以上增長的。

數據段: 存儲全局數據和靜態數據，分為.bss 和.data 。

代碼段: 可執行的程序（機器指令）和 常量數據。

C的動態內存管理：

new/delete

在C++中 ，關于動態內存的申請，依靠關鍵字new來實現，new在有三種用法：

1.new運算符的使用

示例如下：

int n = 10;
int *ipa = new int (10); 
int *ipb = new int [n](10);
int *ipc = new int[n]{1,2,3,4,5,6,7,8};

在這里new主要做了三個操作，

• 申請一個空間
• 在申請的空間中構造一個int 的對象，并將該對象返回到空間中
• 將空間的地址返回

在上述的代碼中，我們可以開辟一個空間如 ipa 所示；我們也可以開辟一組空間如ipb所示；我們也可以開辟一組空間的同時給所有或者部分元素給定初始值如ipc所示。

當然，動態內存的開辟后，需要我們去手動去釋放它，在C++ 中，我們通過delete來釋放內存，如下所示

delete ipa；
delete[]ipb;
delete[]ipc;

如上代碼所示，當我們開辟一個空間時，我們可以直接通過其地址釋放，當我們申請一組空間時，我們需要加上**[]**，需要告訴編譯器，我們要釋放一組內存。

注： 當我們釋放一組內存時，我們不需要在[]里面寫入需要釋放的動態內存的數目，原因是當我們通過new去申請一組動態內存時，編譯器會自動開辟空間去保存new開辟的空間的數目大小，當我們使用delete 來釋放空間時，編譯器會自動去訪問這個空間來查看開辟的內存大小數目。

2.new的函數方法的使用

new當作函數使用時，其功能和malloc及其相似，唯一不同的地方在與 當申請內存失敗時，malloc會返回NULL，因此，我們在每次使用malloc時候必須對指針進行判空；但是new申請內存失敗后是拋出異常，所以需要捕獲異常處理程序；

示例如下：

int n = 10;
int *ipa = (int*)::operator new(sizeof(int));
// 			     (int*)malloc(sizeof(int));
int *ipb = (int*)::operator new(sizeof(int)*n);
// 				  (int*)malloc(sizeof(int)*n);

當然，我們也需要delete去釋放其空間

 delete(ipa);
 delete(ipb);

3.定位new

定位new的用法主要是，它不會去自己開辟空間，而是一塊已知的內存上分配給一個對象，但是內存上的數據不會被覆蓋或者改寫，其代碼示例如下：

int n = 10;
int* ipa = (int*)malloc(sizeof(int));
int* ipb = (int*)::operator new(sizeof(int) * n);
new(ipa) int(20);
new(ipb) int[]{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };

并且 ，通過定位new的方法去把已經申請的存在的內存分配的方法，它可以去分配堆里面的內存，也可以去分配棧里面的內存；定位new的方法也可以將原本申請為int類型的內存看成char/double來顯示。

注： 關于C++的內置類型 int/double/char 等等 ，并不是編譯器將其劃分，而是使用者自身，當我們把數據按照4個字節當一個整體來看待，那么其就是整型，若是按照一個字節為一個單位，那就是char類型；若是8個字節看成一個單位，那就是double類型。而數據在內存存儲的值并不會發生任何改變。

new/delete/malloc/free區別

1、new/delete 是C++中的運算符。 malloc / free 是函數。

2、 malloc申請內存空間時，手動計算所需大小，new只需類型名，自動計算大小；

3、 malloc申請的內存空間不會初始化，new可以初始化；

4、 malloc的返回值為void*, 接收時必須強轉，new不需要；

5、 malloc申請內存空間失敗時，返回的是NULL，使用時必須判空；

new申請內存空間失敗時拋出異常，所以要有捕獲異常處理程序；