1 內(nèi)存分布圖

注意：

1.向下生長：地址由高到低
2.向上生長：地址由低到高
3.棧又叫堆棧，非靜態(tài)局部變量/函數(shù)參數(shù)/返回值等等
4.堆用于程序運(yùn)行時動態(tài)內(nèi)存分配

2 C語言和C++內(nèi)存分配實(shí)現(xiàn)

2.1 C語言實(shí)現(xiàn)

malloc函數(shù)

 void *malloc(size_t size) 

分配所需的內(nèi)存空間，單位是字節(jié)，并返回一個指向它的指針。

int* ptr_int = (int*)malloc(4*sizeof(int));//開辟空間
free(ptr_int);//釋放空間

calloc函數(shù)

void *calloc(size_t nitems, size_t size) 

分配所需的內(nèi)存空間，并返回一個指向它的指針。nitems – 要被分配的元素個數(shù)。size – 元素的大小。malloc 和 calloc 之間的不同點(diǎn)是，malloc 不會設(shè)置內(nèi)存為零，而 calloc 會設(shè)置分配的內(nèi)存為零。

char* ptr_char = (char*)calloc(4, sizeof(char));
free(ptr_char);

realloc

void *realloc(void *ptr, size_t size) 

嘗試重新調(diào)整之前調(diào)用 malloc 或 calloc 所分配的ptr 所指向的內(nèi)存塊的大小。ptr – 指針指向一個要重新分配內(nèi)存的內(nèi)存塊，該內(nèi)存塊之前是通過調(diào)用 malloc、calloc 或 realloc 進(jìn)行分配內(nèi)存的。如果為空指針，則會分配一個新的內(nèi)存塊，且函數(shù)返回一個指向它的指針。

size – 內(nèi)存塊的新的大小，以字節(jié)為單位。如果大小為 0，且 ptr 指向一個已存在的內(nèi)存塊，則 ptr 所指向的內(nèi)存塊會被釋放，并返回一個空指針。

int* ptr_int = (int*)malloc(4*sizeof(int));
char* ptr_char = (char*)calloc(4, sizeof(char));

int* ptr_int1 = (int*)realloc(ptr_int, 8 * sizeof(int));
char* ptr_char1 = (char*)realloc(ptr_char, 8 * sizeof(char));

2.2 C++實(shí)現(xiàn)

new和delete的實(shí)現(xiàn)原理

1 內(nèi)置類型

• 如果申請的是內(nèi)置類型的空間，new和malloc，delete和free基本類似，不同的地方是：new/delete申請和釋放的是單個元素的空間，new[]和delete[]申請的是連續(xù)空間，而且new在申請空間失敗時會拋異常，malloc會返回NULL。

2 自定義類型

new的原理

1.調(diào)用operator new函數(shù)申請空間

2.在申請的空間上執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)，完成對象的構(gòu)造

delete的原理

1.在空間上執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)，完成對象中資源的清理工作

2.調(diào)用operator delete函數(shù)釋放對象的空間

3 C語言和C++內(nèi)存管理區(qū)別

malloc/free和new/delete的共同點(diǎn)是：都是從堆上申請空間，并且需要用戶手動釋放。不同的地方是：

1.malloc和free是函數(shù)，new和delete是操作符

2.malloc申請的空間不會初始化，new可以初始化

3.malloc申請空間時，需要手動計算空間大小并傳遞，new只需在其后跟上空間的類型即可

4.malloc的返回值為void*, 在使用時必須強(qiáng)轉(zhuǎn)，new不需要，因?yàn)閚ew后跟的是空間的類型

5.malloc申請空間失敗時，返回的是NULL，因此使用時必須判空，new不需要，但是new需要捕獲異常

6.申請自定義類型對象時，malloc/free只會開辟空間，不會調(diào)用構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)，而new在申請空間后會調(diào)用構(gòu)造函數(shù)完成對象的初始化，delete在釋放空間前會調(diào)用析構(gòu)函數(shù)完成空間中資源的清理

4 內(nèi)存泄漏

什么是內(nèi)存泄漏：

內(nèi)存泄漏指因?yàn)槭韬龌蝈e誤造成程序未能釋放已經(jīng)不再使用的內(nèi)存的情況。內(nèi)存泄漏并不是指內(nèi)存在物理上的消失，而是應(yīng)用程序分配某段內(nèi)存后，因?yàn)樵O(shè)計錯誤，失去了對該段內(nèi)存的控制，因而造成了內(nèi)存的浪費(fèi)。

內(nèi)存泄漏的危害：長期運(yùn)行的程序出現(xiàn)內(nèi)存泄漏，影響很大，如操作系統(tǒng)、后臺服務(wù)等等，出現(xiàn)內(nèi)存泄漏會導(dǎo)致響應(yīng)越來越慢，最終卡死。

堆內(nèi)存泄漏(Heap leak)

堆內(nèi)存指的是程序執(zhí)行中依據(jù)須要分配通過malloc / calloc / realloc / new等從堆中分配的一塊內(nèi)存，用完后必須通過調(diào)用相應(yīng)的 free或者delete 刪掉。假設(shè)程序的設(shè)計錯誤導(dǎo)致這部分內(nèi)存沒有被釋放，那么以后這部分空間將無法再被使用，就會產(chǎn)生Heap Leak。

系統(tǒng)資源泄漏

指程序使用系統(tǒng)分配的資源，比方套接字、文件描述符、管道等沒有使用對應(yīng)的函數(shù)釋放掉，導(dǎo)致系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，嚴(yán)重可導(dǎo)致系統(tǒng)效能減少，系統(tǒng)執(zhí)行不穩(wěn)定。

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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