内存管理A4

首先，写博客要一气呵成，不要托两三天，当天的问题当天解决吸收好。然后要有耐心，学习是得有一份耐心的。

本文一些内容参考该链接：C++内存管理（超长，例子很详细，排版很好）_caogenwangbaoqiang的博客-CSDN博客_c++ 内存管理

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(一)：C++内存包括内核空间，栈，内存映射段，堆，数据段，代码段。

1.首先这里的内存是一个虚拟映射的空间。而物理上的内存则取决于硬件设备的性能。程序跑在操作系统上，也会受内存影响。内存的大小与执行程序的系统有关。在32位程序下，绝大多数内存存在于堆上，栈一般几mb,所以我们常提到因为递归太深，栈溢出的报错。

2.这五个主要的区的作用：内核空间（与操作系统有关，暂不做了解），代码段：用来放可执行代码和只读常量。这里一般是不可被修改的部分。

栈和堆涉及动态内存分配。栈是向下生长的，在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。

堆是向上生长的。存放由new分配的内存块，他们的释放由我们的应用程序控制，一般只有一个new和一个delete对应。如果程序员没有释放程序掉，那么程序结束后，该操作系统就会自动回收。

数据段全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。

还有一些，内存映射段，这一段区域会用来存放动态库和静态库。

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（二）区别

1.堆与栈。

void f()
{
   int *p=new  int[5];  //含义：在栈上的一个指针指向堆的内存，会先确定分配在
                      堆上的内存的大小，然后再调用operate new 去堆上申请内存
                      然后返回指向这块内存上的首地址

本质区别：是由于栈内存是由编译器管理的，堆内存是由程序员维护的。对比之下，栈更加结构化一些。体现在，栈先进后出，按照执行步骤压栈弹栈栈销毁，所以有序的指令性分配和释放保证了栈的分配都是有序的。但也静态内存分配（编译好的）和动态内存分配，动态内存分配是由malloc函数进行分配。  而堆的分配和释放是不连续的，导致堆中存在很多碎片。

2.delete和new:

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(三)C++中的内存管理方式

针对于C语言中的malloc--和free,C++中我们完善出了new//和delete。

A.new~delete与malloc~free对比【第一组实验】

B.new~delete与malloc~free 开内存失败【第二组实验】

C.定位new表达式

对比

[A]由分析得：1.new和delete分别调了构造函数与析构函数。而malloc和free没有。并且与是否是内置类型无关。2.推测原理。指针的作用。为什么要通过删除和实例化指针来开辟和释放空间？

（1）原理：在栈上的一个指针指向堆的内存，会先确定分配在堆上的内存的大小，然后再调用operate new 去堆上申请内存，然后返回指向这块内存上的首地址。

（2）new和delete会调用构造函数和析构函数

/*
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 bytes
    void *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_FINALLY
    return;
}
//free的实现
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)

[B]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

operator new 与operator delete函数：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。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	try
	{
		char* p = new char[0x8fffffff];
		//char* p = new char[08ffffffff];
		printf("%p\n", p);
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << "内存申请失败" << endl;
	}

	return 0;
}

 对于非内部数据类型的对象而言，光用maloc/free无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。因此C++语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。

class Test
{
public:
 Test()
 : _data(0)
 {
 cout<<"Test():"<<this<<endl;
 }
 ~Test()
 {
 cout<<"~Test():"<<this<<endl;
 }
 
private:
 int _data;
};
void Test()
{
 // pt现在指向的只不过是与Test对象相同大小的一段空间，还不能算是一个对象，因为构造函数没有执
行
 Test* pt = (Test*)malloc(sizeof(Test));
 
 new(pt) Test; // 注意：如果Test类的构造函数有参数时，此处需要传参
}

【C】定位new表达式