c/c++内存管理
1、C/C++中程序内存区域划分
- 栈：又叫堆栈，存储非静态局部变量/函数参数、返回值等等。栈是向下增长的；
- 内存映射段：最高效的I/O，用于装载一个共享的动态内存库，用户使用系统接口创建于共享内存，做进程间通信；
- 堆：用于程序运行时动态非配内存，堆是向上增长的；
- 数据段：存储全局数据和静态数据；
- 代码段：可执行代码和制度常量；
2、C语言中动态内存管理方式
函数原型 ：
//函数原型
void* malloc(size_t size);
void* calloc(size_t num, size_t size);
void* realloc(void* p, size_t newsize);
函数功能：
- malloc() 不能初始化所分配的空间，需要 memset() 进行初始化。如果这块空间被初始化过，则可能遗留各种各样的数据；
- calloc() 为num元素数组分配一个内存块，每个元素的大小都是字节长，并将其所有位初始化为零；
- realloc() 可以对所给的指针指向的空间进行扩大或者是缩小，原有的内存中内容将保持不变。realloc() 申请的新的空间并且返回新申请的内存地址，释放旧的空间；
注意： 在堆上开的内存空间，用完之后必须使用 free() 释放，否则会造成内存泄漏问题。但是在栈上开辟的空间，栈上的空间具有作用域在函数结束时会自动释放，由编译器保护不需要进行手动释放。
3、C++内存管理
操作符 new 和 delete 进行动态内存管理
//操作符new和delete的基本用法
void Test()
{
// 动态申请一个int类型的空间
int* ptr4 = new int;
// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
int* ptr5 = new int(10);
// 动态申请10个int类型的空间
int* ptr6 = new int[3];
delete ptr4;
delete ptr5;
delete[] ptr6;
}
注意：
- 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[ ]；
- 在对自定义类型进行申请时， new申请空间的同时会调用其构造函数；delete会先调用其析构函数在最后释放空间，而malloc 和 free不会。
4、new 和 delete的实现原理
内置类型： 如果申请空间是内置类型的空间，new 和 malloc，delete 和 free基本类似；不同点是：new/delete申请和释放的是单个元素空间，new[ ]/delete[ ]申请和释放的是连续的空间、而且new在申请空间失败时会抛异常，malloc会返回NULL。
自定义类型：
- new的原理
- 调用operator new函数申请空间
- 在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造
- delete的原理
- 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函数释放对象空间
- new[] 的原理
- 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
- 在申请的空间上执行N次构造函数
- delete[ ] 的原理
- 在释放的对象空间上执行N此析构函数，完成N个对象中资源的清理
- 调用operator delete[ ] 释放空间，实际在operator delete[ ] 中调用operator delete来释放空间
注意： operator new 实际也是通过malloc来申请空间，如果malloc申请空间成功就直接返回，否则执行用户提供的空间不足应对措施，如果用户提供该措施就继续申请，否则就抛异常。operator delete 最终是通过free来释放空间的.
5、面试题辨析
malloc/free 和 new/delete 的区别
共同点是： 都是从堆上申请空间，并且都需要手动释放。
不同点是：
- malloc 和 free是函数，new 和 delete是操作符
- malloc只能申请空间，而new在申请空间的同时还能初始化空间
- malloc申请空间时，需要手动计算空间的大小并传递，new只需要在其后跟上空间类型即可
- malloc的返回值为void*，在使用时必须强制转换类型，new不需要，因为new后面跟的是空间类型
- malloc申请空间失败时，会返回NULL，因此使用时必须判空，new不需要，new在申请失败时会抛异常
- 在申请自定义类型对象时，malloc/free只开辟空间，不会调用构造函数和析构函数，而new在申请空间后会调用构造函数完成对象初始化，delete在释放空间前会的调用析构函数完成资源清理工作
- new/delete比 malloc/free的效率稍微低，因为new/delete的底层封装的还是malloc和free。
内存泄漏
C++/C程序中一般我们关心两种方面的内存泄漏
-
堆内存泄漏
堆内存指的是程序执行中依据须要分配通过malloc/calloc/realloc/new等从堆中分配的一块内存，用完必须通过调用相应的free或者delete删掉。假设程序的设计错误导致内存没有被释放，那么以后这部分空间将无法使用，就会造成堆内存泄漏 -
系统资源泄漏
指的是程序使用系统分配的资源，比如套接字、文件描述符、管道等没有使用对应的函数释放掉，导致系统资源的浪费，严重可导致效能下降、且不稳定。
如何检测内存泄漏
不管是在Linux下还是windows下都有相应的内存泄漏检测工具。
如何避免内存泄漏
- 事前预防性。如智能指针等。
- 事后查错型。如泄漏检测工具。
以上是本人对C和C++部分理解，如有不足，虚心受教！