C++内存分布

C++中内存的分布为：内核空间、栈、内存映射段、堆、数据段与代码段，如图所示：

依据上图可知：

        globalVar和staticGlobalVar属于全局变量，存在于数据段，而staticVar属于静态变量也存在于数据段；

        而localVar、num1[10]、char2[]等等变量的创建都存放于栈；

        而在数组中的常量则存放于代码段（只读常量）；

        而新开辟的空间则存放于堆上.

各内存区域的说明

1. 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。
2. 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。
3. 堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。
4. 数据段--存储全局数据和静态数据。
5. 代码段--可执行的代码/只读常量。

C++内存管理方式

概述

        C语言中的malloc/calloc/realloc/free虽然在C++中仍然可以使用，但比较麻烦.所以C++中又另外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。

new/delete操作内置类型

应用

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[10];   

    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[]，注意：匹配起来使用。

new/delete操作自定义类型

         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。下面，我们来将new/delete与malloc/free对比着看：

应用

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		: _a(a)
	{
		cout << "A():" << this << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A():" << this << endl;
	}
private:

		
		int _a;
};
int main()
{
	// 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;
	// 内置类型是几乎是一样的
	int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // C
	int* p4 = new int;
	free(p3);
	delete p4;
	A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A) * 10);
	A* p6 = new A[10];
	free(p5);
	delete[] p6;
	return 0;
}

        总的来说，区别就是是否调用构造与析构函数：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.

operator new与operator delete函数

概念

        new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符，operator new 和operator delete是
系统提供的全局函数，new在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete在底层通过
operator delete全局函数来释放空间。

        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。

new和delete的实现原理

内置类型

        如果申请的是内置类型的空间，new和malloc，delete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。

自定义类型

new的原理

1. 调用operator new函数申请空间.
2. 在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造.

delete的原理

1. 在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作.
2. 调用operator delete函数释放对象的空间.

new T[N]的原理

1. 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.（全局自定义类型）
2. 在申请的空间上执行N次构造函数.

delete[]的原理

1. 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.
2. 调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释
放空间.

malloc/free和new/delete的区别

共同点

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。

不同点

不同的地方是：