深圳中高端网站建设,简述网络营销的含义,网站策划编辑如何做,工信部网站备案文件目录 1.C/C内存分布2.C语言中动态内存管理方式3.C中动态内存管理3.1new/delete内置类型3.2new和delete操作自定义类型 4.operator new与operator delete函数4.2重载operator new与operator delete#xff08;了解#xff09; 5.new和delete的实现原理5.1内置类型5.2 自定义类… 目录 1.C/C内存分布2.C语言中动态内存管理方式3.C中动态内存管理3.1new/delete内置类型3.2new和delete操作自定义类型 4.operator new与operator delete函数4.2重载operator new与operator delete了解 5.new和delete的实现原理5.1内置类型5.2 自定义类型 6.定位new表达式placement-new7.内存管理相关知识7.1 malloc/free和new/delete的区别7.2内存泄漏7.2.1什么是内存泄漏7.2.2内存泄漏的危害 1.C/C内存分布
int globalVar 1;
static int staticGlobalVar 1;
void Test()
{static int staticVar 1;int localVar 1;int num1[10] { 1, 2, 3, 4 };char char2[] abcd;const char* pChar3 abcd;int* ptr1 (int*)malloc(sizeof(int) * 4);int* ptr2 (int*)calloc(4, sizeof(int));int* ptr3 (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 4);free(ptr1);free(ptr3);
}
//1. 选择题
//选项 : A.栈 B.堆 C.数据段(静态区) D.代码段(常量区)
//globalVar在哪里__C__ globalVar为全局变量存储在数据段
// staticGlobalVar在哪里_C___ staticGlobalVar为静态全局变量存储在静态区
//staticVar在哪里_C___ staticVar为静态全局变量存储在静态区
//localVar在哪里__A__ localVar为局部变量存储在栈上
//num1 在哪里__A__ num1整型指针变量存储在栈上
//
//char2在哪里__A__ char2为字符数组abcd拷贝到字符数组上字符数组实在栈上
// * char2在哪里_A__ *char为首元素首元素字母存储在栈上
//pChar3在哪里__A__ pChar3是指向常量字符串的指针变量指针变量存储在栈上
// * pChar3在哪里__D__ *pChar3是常量字符串的首字符常量字符存储在常量区
//ptr1在哪里__A__ ptr1为指向堆空间的指针变量存储在栈上
// * ptr1在哪里__B__ *ptr1为堆上的整型数据元素存储在堆上
//2. 填空题
//sizeof(num1) __40__; num1是数组名sizeof数组名计算的是整个数组大小num1为10个整型的数组所以为40个字节
//sizeof(char2) __5__; char2为字符数组名计算整个字符数组的大小包括\0,5个字节
// strlen(char2) __4__; strlen计算的是\0之前的有效字符个数char2数组字符数为4
//sizeof(pChar3) __4/8__; pChar3为指针变量32位编译环境下4个字节64位编译环境下8个字节
// strlen(pChar3) __4__; strlen计算的是\0之前的有效字符个数pChar3指向的常量字符个数为4
//sizeof(ptr1) __4/8__; ptr1为指针变量大小为4或8个字节
//3. sizeof 和 strlen 区别
//①sizeof为操作符strlen为函数
//②sizeof计算的大小取决于数据类型和数据个数、strlen只能计算字符的数据个数
//③sizeof计算字符串大小时包括\0,strlen只计算\0之前的字符数【说明】 栈又叫堆栈–非静态局部变量 / 函数参数 / 返回值等等栈是向下增长的。内存映射段是高效的I / O映射方式用于装载一个共享的动态内存库。用户可使用系统接口创建共享共享内存做进程间通信。Linux课程如果没学到这块现在只需要了解一下堆用于程序运行时动态内存分配堆是可以上增长的。数据段–存储全局数据和静态数据。代码段–可执行的代码 /只读常量。C语言中动态内存管理方式malloc / calloc / realloc / free 2.C语言中动态内存管理方式
void Test ()
{
int* p1 (int*) malloc(sizeof(int));
free(p1);
// 1.malloc/calloc/realloc的区别是什么
int* p2 (int*)calloc(4, sizeof (int));
int* p3 (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10);
// 这里需要free(p2)吗
free(p3 );
}malloc/calloc/realloc的区别 3.C中动态内存管理
C语言内存管理方式在C中可以继续使用但有些地方就无能为力而且使用起来比较麻烦因 此C又提出了自己的内存管理方式通过new和delete操作符进行动态内存管理。
3.1new/delete内置类型 ①动态申请并销毁一个int类型的空间 int* ptr4 new int;delete ptr4;代码编译运行的结果为 ②动态申请一个int类型的空间并初识化为10 int* ptr5 new int(10);delete ptr5;代码编译运行的结果为 ③动态申请并销毁10个int类型的空间 int* ptr6 new int[10];delete[] ptr6;代码编译运行的结果为 ④动态申请并初始化10个int类型的空间 int* ptr7 new int[10]{0};delete[] ptr7;代码编译运行的结果为 对于内置类型申请和释放单元个元素的空间使用new和delete操作符需要初始化在()里面加上需要初始化的数据申请和释放连续的空间使用new[]和delete[]在{}里面加上需要初始化的数据注意不要和malloc和free混用一定要匹配起来使用。 3.2new和delete操作自定义类型
eg1:
class A {
public:A(int a0):_a(a){cout A(): this endl;}~A(){cout ~A() this endl;}
private:int _a;
};
void Test()
{// new/delete 和 malloc/free最大区别是 new/delete对于【自定义类型】除了开空间//还会调用构造函数和析构函数A* p1 (A*)malloc(sizeof(A));A* p2 new A(1);free(p1);delete p2;
}代码运行的结果为 eg2:
class A {
public:A(int a0):_a(a){cout A(): this endl;}~A(){cout ~A() this endl;}
private:int _a;
};
void Test1()
{A* p5 (A*)malloc(sizeof(A) * 10);A* p6 new A[10];free(p5);delete[] p6;
}代码运行的结果为 注意 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。
4.operator new与operator delete函数 new和delete是用户进行动态申请和释放的操作符operator new和operator delete是系统提供的全局函数。 eg1:
class A {
public:A(int a0):_a(a){cout A(): this endl;}~A(){cout ~A() this endl;}
private:int _a;
};
void Test2()
{A* p1 (A*)operator new(sizeof(A));A* p2 new A(1);operator delete(p1);delete p2;cout endl;A* p5 (A*)operator new(sizeof(A));A* p6 new A[10];operator delete(p5);delete[] p6;
}汇编代码 A* p1 (A*)operator new(sizeof(A));
00166927 push 4
00166929 call operator new (0161145h) //调用函数
0016692E add esp,4
00166931 mov dword ptr [p1],eax A* p2 new A(1);
00166934 push 4
00166936 call operator new (0161145h)//调用函数
0016693B add esp,4
0016693E mov dword ptr [ebp-110h],eax
00166944 mov dword ptr [ebp-4],0
0016694B cmp dword ptr [ebp-110h],0
00166952 je __$EncStackInitStart6Fh (0166969h)
00166954 push 1
00166956 mov ecx,dword ptr [ebp-110h]
0016695C call A::A (0161005h)//调用构造函数
00166961 mov dword ptr [ebp-148h],eax
00166967 jmp __$EncStackInitStart79h (0166973h)
00166969 mov dword ptr [ebp-148h],0
00166973 mov eax,dword ptr [ebp-148h]
00166979 mov dword ptr [ebp-104h],eax
0016697F mov dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh
00166986 mov ecx,dword ptr [ebp-104h]
0016698C mov dword ptr [p2],ecx operator delete(p1);
0016698F mov eax,dword ptr [p1]
00166992 push eax
00166993 call operator delete (01610DCh)
调用函数
00166998 add esp,4
delete p2;//部分汇编代码
00162710 push ebp
00162711 mov ebp,esp
00162713 sub esp,0CCh
00162719 push ebx
0016271A push esi
0016271B push edi
0016271C push ecx
0016271D lea edi,[ebp-0Ch]
00162720 mov ecx,3
00162725 mov eax,0CCCCCCCCh
0016272A rep stos dword ptr es:[edi]
0016272C pop ecx
0016272D mov dword ptr [this],ecx
00162730 mov ecx,dword ptr [this]
00162733 call A::~A (01613EDh) //调用析构函数
00162738 mov eax,dword ptr [ebp8]
0016273B and eax,1
0016273E je __$EncStackInitStart31h (016274Eh)
00162740 push 4
00162742 mov eax,dword ptr [this]
00162745 push eax
00162746 call operator delete (01610A5h)
//调用operator delete函数
0016274B add esp,8
0016274E mov eax,dword ptr [this]
00162751 pop edi
00162752 pop esi
00162753 pop ebx
00162754 add esp,0CCh
0016275A cmp ebp,esp
0016275C call __RTC_CheckEsp (01612FDh) 代码运行的结果为 ①new在底层调用operator new全局函数来申请空间delete在底层通过operator delete全局函数释放空间②new操作符先调用operator new函数申请空间再调用构造函数进行初始化delete操作符先调用析构函数清理资源再调用operator delete释放空间。 eg2
int main()
{int* p1 nullptr;do{p1 (int*)malloc(1024*1024);cout p1 endl;} while (p1);return 0;
}代码运行的结果为 eg3
int main()
{int* p2 nullptr;try{do{p2 new int[1024 * 1024];cout p2 endl;} while (p2);}catch (const exception e){cout e.what() endl;}return 0;
}代码运行的结果为 C语言动态申请内存空间如果申请失败通过返回值显示而C动态申请内存空间如果申请失败通过抛异常显示需要配合try{...}catch(...){...}捕获异常进行使用。 operator new和operator delete底层实现
/*
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。
*/
void* __CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{// try to allocate size bytesvoid* p;while ((p malloc(size)) 0)if (_callnewh(size) 0){// report no memory// 如果申请内存失败了这里会抛出bad_alloc 类型异常static const std::bad_alloc nomem;_RAISE(nomem);}return (p);
}
/*
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
*/
void operator delete(void* pUserData)
{_CrtMemBlockHeader* pHead;RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));if (pUserData NULL)return;_mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */__TRY/* get a pointer to memory block header */pHead pHdr(pUserData);/* verify block type */_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead-nBlockUse));_free_dbg(pUserData, pHead-nBlockUse);__FINALLY_munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */__END_TRY_FINALLYreturn;
}通过上述两个函数的事项知道operator new 实际也是通过malloc来申请空间的operator delete最终是通过free来释放空间的。 4.2重载operator new与operator delete了解 注意一般情况下不需要对 operator new 和 operator delete进行重载除非在申请和释放空间时候有某些特殊的需求。比如在使用new和delete申请和释放空间时打印一些日志信息可以简单帮助用户来检测是否存在内存泄漏。 //free的实现#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)
// 重载operator delete在申请空间时打印在哪个文件、哪个函数、第多少行申请了多少个
字节
void* operator new(size_t size, const char* fileName, const char* funcName,size_t lineNo)
{void* p ::operator new(size);cout fileName - funcName - lineNo - p - size endl;return p;
}
// 重载operator delete在释放空间时打印再那个文件、哪个函数、第多少行释放
void operator delete(void* p, const char* fileName, const char* funcName,size_t lineNo)
{cout fileName - funcName - lineNo - p endl;::operator delete(p);
}
int main()
{// 对重载的operator new 和 operator delete进行调用int* p new(__FILE__, __FUNCTION__, __LINE__) int;operator delete(p, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);return 0;
}
// 上述调用显然太麻烦了可以使用宏对调用进行简化
// 只有在Debug方式下才调用用户重载的 operator new 和 operator delete
#ifdef _DEBUG
#define new new(__FILE__, __FUNCTION__, __LINE__)
#define delete(p) operator delete(p, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__)
#endif
int main()
{int* p new int;delete(p);return 0;
}5.new和delete的实现原理
5.1内置类型 如果申请的是内置类型的空间new和mallocdelete和free基本类似不同的地方是new / delete申请和释放的是单个元素的空间new[]和delete[]申请的是连续空间而且new在申请空间失败时会抛异常malloc会返回NULL。 5.2 自定义类型 new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函数释放对象的空间 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函数释放对象的空间 new T[N]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次析构函数完成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 eg1:
typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity 3){cout Stack(size_t capacity 3) endl;_array (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);if (NULL _array){perror(malloc申请空间失败!!!);return;}_capacity capacity;_size 0;}void Push(DataType data){// CheckCapacity();_array[_size] data;_size;}// 其他方法...~Stack(){cout ~Stack() endl;if (_array){free(_array);_array NULL;_capacity 0;_size 0;}}private:DataType* _array;int _capacity;int _size;
};int main()
{try{// 需要申请一个堆上的栈对象Stack* p1 new Stack;delete p1;}catch (const exception e){cout e.what() endl;}return 0;
}代码运行的结果为 自定义类型使用new开辟空间以及delete销毁释放空间的优点①不用计算自定义类型的大小②在当前进程中会自动调用构造函数和析构函数。 6.定位new表达式placement-new
定位new表达式是在已分配的原始内存空间中调用构造函数初始化一个对象。 使用格式 new (place_address) type或者new (place_address) type(initializer-list) place_address必须是一个指针initializer-list是类型的初始化列表 使用场景 定位new表达式在实际中一般是配合内存池使用。因为内存池分配出的内存没有初始化所以如果是自定义类型的对象需要使用new的定义表达式进行显示调构造函数进行初始化。 class A
{
public:A(int a 0): _a(a){cout A(): this endl;}~A(){cout ~A(): this endl;}
private:int _a;
};
// 定位new/replacement new
int main()
{A* p1 (A*)malloc(sizeof(A));//p1为指向A类型空间大小的指针无法调用构造、析构函数new(p1)A;//注意如果A类的构造函数有参数时此处需要传参、显示调用构造p1-~A();//显示调用析构free(p1);A * p2 (A*)operator new(sizeof(A));new(p2)A(10);p2-~A();operator delete(p2);return 0;
}代码运行的结果为
7.内存管理相关知识
7.1 malloc/free和new/delete的区别
malloc/free和new/delete的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如果是多个对象[]中指定对象个数即可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 7.2内存泄漏
7.2.1什么是内存泄漏 什么是内存泄漏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。内存泄漏的危害长期运行的程序出现内存泄漏影响很大如操作系统、后台服务等等出现内存泄漏会导致响应越来越慢最终卡死。 void MemoryLeaks()
{// 1.内存申请了忘记释放int* p1 (int*)malloc(sizeof(int));int* p2 new int;// 2.异常安全问题int* p3 new int[10];Func(); // 这里Func函数抛异常导致 delete[] p3未执行p3没被释放.delete[] p3;
}7.2.2内存泄漏的危害
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(Heap leak) 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后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这部分内存没有被释放那么以后这部分空间将无法再被使用就会产生Heap Leak。系统资源泄漏 指程序使用系统分配的资源比方套接字、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系统效能减少系统执行不稳定。 作为一名合格的程序员工程前期良好的设计规范养成良好的编码规范申请的内存空间记着匹配的去释放。
