C++内存管理（区别C语言）深度对比

07-21 1264阅读

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前言

前面已经介绍了类和对象，对C++面向对象编程已经有了全面认识，接下来要学习对语言学习比较重要的是对内存的管理。

一、内存的分区

代码区：存放程序的机器指令，通常是可共享的，并且通常为只读的，以防止程序意外修改自身的代码。
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生命周期内都存在。
堆区：用于动态分配内存，程序运行时根据需要通过malloc、calloc、realloc等函数在堆区中分配内存空间。
栈区：存放函数的局部变量和函数调用的参数，由编译器自动管理，遵循后进先出的原则。
常量区：存放常量数据，如字符串字面量，这些数据在程序运行期间不可修改。
代码区：存放程序的二进制代码，是程序执行指令的存储空间。

二、C语言中的内存管理（参考）

malloc函数用于动态分配指定大小的内存空间，并返回指向该内存的指针。如果分配成功，返回非NULL指针；否则返回NULL。
calloc函数除了分配内存外，还会将分配的内存初始化为零。
realloc函数用于调整已分配内存的大小，可能会移动内存块以适应新的大小要求。
free函数用于释放之前通过动态内存分配函数分配的内存空间
三、C++中的内存管理

C++内存分配

不同于C语言，C++有着自己独立动态内存开辟的方法：

主要通过new和delete操作符来实现。new操作符用于分配单个对象或数组，而delete和delete[]分别用于释放这些对象或数组所占用的内存.

下面是new和delete应用的实例：
```
 //动态申请一个int大小空间
int* p0 = new int;
//动态申请一个int大小空间并且初始化为0
int* p1 = new int (0);
//动态申请10个int大小空间
int* p2 = new int[10];
//动态申请10个int大小空间并且初始化为0
int* p3 = new int[10] {0};
delete p0;
delete p1;
delete[] p2;
delete[] p3; 
```
注意
1. 不要使用delete释放非new开辟的空间
2. 不要使用delete释放同一块空间两次
3. 如果使用new [ ] 开辟数组进行内存分配，应该使用delete [ ] 来释放
4. 如果new对一个实体进行内存分配，应该使用delete（没有方括号）进行释放
四、new 和 delete深度探索

有关operator new 和operator delete

operator new
- operator new是一个特殊的操作符，用于动态分配内存。它与new操作符密切相关，但它们在语义上有所区分。
- new操作符是一个高级操作符，它不仅分配内存，还自动调用对象的构造函数。
- operator new仅负责分配内存，不涉及对象的构造。
- operator new可以被重载，以便为特定的类或全局范围提供自定义的内存分配策略
- operator new：该函数实际通过``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，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否则抛异常。
  
  通俗的讲，new 不仅仅可以进行空间开辟，针对自定义类型会调用其构造函数，而new也是调用重载（operator new），进行内存的分配，然而 operator new 进行内存分配是通过malloc进行实现的，这正是区别于C语言的其中一点。
  
  关于时间类和汇编语言：
```
class Date
{
public:
	Date(int year = 1,int month = 1,int day = 1)
		:_year(year)
		,_month(month)
		,_day(day)
	{}
	~Date()
	{
		_year = 0;
		_month = 0;
		_day = 0;
	}
private:
	int _year = 1;
	int _month = 1;
	int _day = 1;
};
	Date* d1 = new Date;
00007FF62A0D19FC  mov         ecx,0Ch  
00007FF62A0D1A01  call        operator new (07FF62A0D103Ch)  。//调用operator new内存分配
00007FF62A0D1A06  mov         qword ptr [rbp+108h],rax  
00007FF62A0D1A0D  cmp         qword ptr [rbp+108h],0  
00007FF62A0D1A15  je          main+5Dh (07FF62A0D1A3Dh)  
00007FF62A0D1A17  mov         r9d,1  
00007FF62A0D1A1D  mov         r8d,1  
00007FF62A0D1A23  mov         edx,1  
00007FF62A0D1A28  mov         rcx,qword ptr [rbp+108h]  
00007FF62A0D1A2F  call        Date::Date (07FF62A0D13D4h)    // 调用构造函数
00007FF62A0D1A34  mov         qword ptr [rbp+118h],rax  
00007FF62A0D1A3B  jmp         main+68h (07FF62A0D1A48h)  
00007FF62A0D1A3D  mov         qword ptr [rbp+118h],0  
00007FF62A0D1A48  mov         rax,qword ptr [rbp+118h]  
00007FF62A0D1A4F  mov         qword ptr [rbp+0E8h],rax  
00007FF62A0D1A56  mov         rax,qword ptr [rbp+0E8h]  
00007FF62A0D1A5D  mov         qword ptr [d1],rax 
```
  operator delete
  - operator delete 是一个全局函数，用于释放之前通过 operator new 分配的内存。
  - 它是 new 操作符的逆运算，负责在内存释放时执行必要的清理工作。
  - operator delete 通常在 delete 表达式中被隐式调用，用于释放单个对象或对象数组的内存
  - 在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作
  - 调用operator delete函数释放对象的空间（通过free）
```
00B72150	push	ebp	已用时间
```