内存分配和内存泄漏问题
- C和C++的内存分配问题:
int globalVar = 1;//数据段
static int staticGlobalVar = 1;//数据段
void Test()
{
static int staticVar = 1;//数据段
int localVar = 1;//栈
int num1[10] = {1, 2, 3, 4};//栈
char char2[] //栈= "abcd";//代码段
char* pChar3 //栈= "abcd";//代码段
int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof (int)*4);//堆
int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));
int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int)*4);
free (ptr1);
free (ptr3);
}
栈又叫堆栈,存放非静态局部变量、函数参数、返回值等,栈是向下增长的。
堆,用于程序运行时动态内存分配(比如:malloc,calloc,realloc),堆是向上增长的。
数据段,存储全局数据和静态数据。
代码段,存储可执行的代码和只读常量。
- 对比一下sizeof和strlen的区别:
sizeof(num1) = 5;
sizeof(char2) = 5; strlen(char2) = 4;
sizeof(pChar3) = 4或8; strlen(pChar3) = 4;
sizeof(ptr1) = 4或8;
注意:sizeof计算的大小里面包括/0;strlen只计算字符串的大小。
指针的大小:32位平台下位4,64位平台下位8。
-
malloc,calloc,realloc的区别:
malloc是在内存的动态存储区中分配一块长度为size字节的连续空间区域,返回的是该区域的地址;
calloc与malloc相似,但是会对所开空间的每一位都初始化为零;
realloc是对指定的指针所指向的空间进行增容,原来内存中的内容保持不变。 -
new、delete:
void Test( ){
int* p1 = new int;//动态申请一个int类型的内存空间。
int* p2 = new int(6);//动态申请一个int类型的内存空间,并初始化为6。
int* p3 = new int[3];//动态申请3个int类型的内存空间。
delete p1;
delete p2;
delete []p3;
}
- new、delete:
#include <iostream>
using namespace std;
class Date{
public:
Date( )
:_a(0){
cout << "Date()" << this << endl;
}
~Date( ){
cout << "~Date()" << this << endl;
}
private:
int _a;
}
int main ( ){
Date* d1 = new Date;
Date* d2 = new Date;
cout << d1 << endl;
cout << d2 << endl;
delete d1;
delete d2;
return 0;
}
结果如图所示:
由此,我们可以得出结论: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。
- malloc/free和new/delete的区别:
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:
- malloc和free是函数,new和delete是操作符
- malloc申请的空间不会初始化,new可以初始化
- 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
- 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
- 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
- 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
- new/delete比malloc和free的效率稍微低点,因为new/delete的底层封装了malloc/free。
-
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;
但实际上,operator new也是通过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,否则抛异常。
operator delete是通过free来释放空间。注意:如果申请的是内置类型的空间,new和malloc,delete和free基本类似。
-
对new和delete的再讨论:
Date* d1 = new Date;
new的原理:
1. 先调用operator new函数申请空间
2. 再在申请的空间上执行构造函数,完成对象的构造
detele d1;
delete的原理:
3. 先在空间上执行析构函数,完成对象中资源的清理工作
4. 再调用operator delete函数释放对象的空间
Date* d2 = new Date[N];
new T[N]的原理
5. 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
6. 在申请的空间上执行N次构造函数
delete [ ]d2;
8. 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
9. 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: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。
一般我们关心:堆内存泄漏和系统资源泄漏。
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