1.初步了解內存中各個區(qū)間存儲的數(shù)據(jù)特征

1.棧區(qū)：存儲一些局部變量、函數(shù)參數(shù)、返回值等，跟函數(shù)棧振有關，出了作用域，生命周期結束。

2.堆區(qū)：用于動態(tài)開辟空間，如果不主動銷毀空間，則程序運行結束，生命周期結束。

3.數(shù)據(jù)段（靜態(tài)區(qū)）：static修飾的靜態(tài)變量和全局變量，程序運行結束，生命周期結束。

4.代碼段（常量區(qū)）：可執(zhí)行的代碼和常量。

練習

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);
}

選項 : A . 棧 ? B . 堆 ? C . 數(shù)據(jù)段 ( 靜態(tài)區(qū) ) ? D . 代碼段 ( 常量區(qū) )

globalVar 在哪里？ __1__ ? staticGlobalVar 在哪里？ __2__

staticVar 在哪里？ __3__ ? localVar 在哪里？ __4__

num1 在哪里？ __5__

char2 在哪里？ __6__ ? * char2 在哪里？ __7_

pChar3 在哪里？ __8__ ? ? ? * pChar3 在哪里？ __9__

ptr1 在哪里？ __10__ ? ? ? ? * ptr1 在哪里？ __11__

1.C? ? ? ?2.C? ? ? ?3.C? ? ? ? 4. A? ? ? ?5.A? ? ? ?

6.A? ? ? ? 7. A? ? ? ?8.A? ? ? ? 9.D? ? ? ? 10.A? ? ? ? 11.B

結合上圖可以得知，cha2其本身存放在棧區(qū)，指針指向棧區(qū)中數(shù)組首元素的地址，再將靜態(tài)區(qū)中"abcd"賦值給數(shù)組,所以*char指向的元素在棧區(qū)！！！

pChar3其本身存放在棧區(qū)，指向靜態(tài)區(qū)中存放"abcd"字符串的首地址！！！

2.c語言實現(xiàn)內存管理

2.1malloc

在堆上開一快符合你預期大小的一塊空間,并且返回指向該地址空間的指針

void* malloc (size_t size);

size:開多大的空間，單位是字節(jié)

2.2realloc

如果malloc開辟出來的空間開少了，realloc可以在堆上重新開一塊符合你預期大小的空間，并返回指向該空間的指針

void*?realloc (void * ptr,size_t size);

ptr：初始空間的地址

size：將空間開辟到多大

?2.3calloc

用于對開辟的空間進行初始化，calloc會將開辟的空間中每個元素初始化為0

void*?realloc (size_t num,size_t size);

num：分配的元素數(shù)量

size：每個元素的大小

3.c++實現(xiàn)內存管理

3.1 new/delete new []/delete []

在c++中，有兩對操作符new/delete、new []/delete []，他們的作用是負責開空間和釋放空間！！！

new作用跟malloc類似，delete作用跟free類似

new和delete在面對自定義類型時會去調用構造函數(shù)和析構函數(shù)

new =先申請對象空間?再調用構造函數(shù)

delete =?先調用析構函數(shù)?再釋放對象空間

3.1.1內置類型

當需要開一個整形的空間時。

int main()
{ //mallocint* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));//new開空間用法跟malloc不同，但是作用相同，都是負責開空間！！！int* p2 = new int;//freefree(p1);//deletedelete(p2);return 0;
}

當需要開多個空間時?例如開10個int類型的空間 需要加上[]

int main()
{int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int)*10);int* p2 = new int[10];free(p1);delete[](p2);return 0;
}

3.1.2自定義類型

new和delete在面對自定義類型時會去調用構造函數(shù)和析構函數(shù)

new =先開空間?再調用構造函數(shù)

delete =?先調用析構函數(shù)?再釋放空間

class Stack
{
public:Stack(int capacity = 4){_a = new int[capacity];int _top = 0;int _capacity = capacity;}~Stack(){delete (_a);_a = nullptr;_top = 0;_capacity = 0;}
private:int* _a;int _top;int _capacity;
};
int main()
{Stack* p2 = new Stack;//new先開空間 再去調用構造函數(shù)delete(p2);//delete先調用析構函數(shù)，再去釋放空間return 0;
}

如果需要開10個Stack類型的空間?用new[]?和 delete[]

int main()
{Stack* p2 = new Stack[10];//new先開空間 再去調用構造函數(shù)delete[](p2);//delete先調用析構函數(shù)，再去釋放空間return 0;
}

?3.2new/delete底層實現(xiàn)原理

3.2.1?全局函數(shù) operator new/operator delete

要知道原理，我們就得先知道operatot new / operator delete?這兩個全局函數(shù)

在c++中，有這樣兩個全局函數(shù)，他們的作用跟malloc、free類似，都是負責開空間和釋放空間！！！

注意:operator new /?operator?delete?不是new/delete的重載，而是兩個全局函數(shù)！！！

我們知道m(xù)alloc申請空間失敗的時候，會返回空。而operator new申請空間失敗的時候則會拋異常。我們可以理解為operator是封裝的malloc。

也就是說operator?new?和mclloc除了申請空間失敗的處理方法不同，其他的用法以及功能是相同的！！！

operator?delete?可以理解為跟operator?new對應，其用法和功能跟free完全一樣！！！

int main()
{Stack* p1 = (Stack*)malloc(sizeof(Stack));free(p1);//operator new底層用的是mallocStack* p2 = (Stack*)operator new (sizeof(Stack));//operator delete底層用是freeoperator delete(p2);return 0;
}

3.2.2 new/delete?和?operator?new/operator delete的關系

new = 1.申請對象空間 + 2.調用構造

delete = 1.調用析構 + 2.釋放對象空間

在底層原理上，new的第一步申請對象空間底層就是調用operator new函數(shù)，

operator的第二步釋放對象空間底層就是調用operator?operator函數(shù).

也就是說下面兩段不同的代碼，起到的作用都是相同的?

int main()
{Stack* p1 = new Stack;delete (p1);//等價于newStack* p2 = (Stack*)operator new (sizeof(Stack));//定位new顯示調用構造函數(shù)new(p2)Stack;//等價于deletep2->~Stack();operator delete(p2);return 0;
}

我們到匯編語言的角度證明一下