C++内存的一些知识点

一、内存分区

在C++中，内存主要分为以下几个区域：

代码区：存放函数体的二进制代码。

全局/静态存储区：存放全局变量和静态变量，这些变量在程序的整个运行期间都存在。
常量存储区：存放常量，这些值在程序编译时就已经确定，并且在程序的整个运行期间都不可修改。
栈区（Stack）：
管理方式：由编译器自动管理，无需手动控制。
用途：用于存储局部变量、函数参数等。当函数被调用时，其所需变量在栈上分配空间，函数结束时自动释放这些空间。
特点：栈的大小有限，通常由编译器在编译时确定；栈上内存的分配和释放速度非常快，因为它采用了后进先出（LIFO）的原则，内存的分配和释放都通过移动栈指针完成。
堆区（Heap）：
管理方式：由程序员手动管理，通过new/delete（C++）或malloc/free（C及C++兼容）等函数进行内存的分配和释放。
用途：用于存储动态分配的对象、数据结构等。堆上的内存可以在程序的任何地方访问，包括函数之间。
特点：堆的大小通常比栈大，且可以动态增长或缩小；堆上内存的分配和释放相对较慢，因为需要进行动态内存管理和寻找可用内存空间的过程；频繁的new/delete操作可能导致内存碎片。

二、内存泄漏

定义：内存泄漏是指程序在运行过程中未能正确释放不再使用的内存，导致这些内存无法被重新使用，从而造成内存资源的浪费。

常见原因：

忘记释放内存：对于使用new或malloc等函数动态分配的内存，如果忘记使用delete或free释放，就会导致内存泄漏。

多次new而仅释放一次：当对同一个对象多次使用new进行内存分配时，需要匹配同样数量的delete进行释放，否则也会导致内存泄漏。

循环引用：两个或多个对象相互引用时，如果没有正确处理引用关系，就可能导致内存无法被释放。
避免方法：

使用栈上分配：尽可能在栈上分配对象，栈上的对象会在作用域结束时自动释放。
使用智能指针：C++11及以后的版本提供了智能指针（如std::shared_ptr、std::unique_ptr）来自动管理动态分配的内存。
定期检查和测试代码：通过代码审查和测试来发现潜在的内存泄漏问题。

三、内存对齐

定义：内存对齐是指编译器在分配和排列内存时，按照特定规则将数据对齐到特定的边界上。

目的：

提高程序性能：CPU访问对齐的内存时效率更高，因为可以减少内存访问的次数和缓存的命中率。
提高可移植性：不同的硬件平台对内存对齐的要求可能不同，合理的内存对齐可以提高代码在不同平台上的可移植性。
对齐规则：

每个类型都有一个对齐边界，即数据应该对齐到的最小内存单元。

结构体、类和联合中的数据成员按照它们自身的对齐要求进行对齐。

编译器可能会在成员之间或对象之前/之后添加填充字节以保证对齐。

四、内存分配与释放

堆内存分配：

使用new或malloc等函数进行动态内存分配。

分配的内存大小由程序员指定。

栈内存释放：

使用delete或free等函数释放动态分配的内存。

释放内存后，指针变为悬空指针，应避免再次使用。

注意事项：

确保在不再使用动态分配的内存时及时释放它。

避免使用已经释放的内存（悬空指针）。

注意内存分配和释放的匹配性（如new与delete、malloc与free）。