【C++】内存管理

在学习完类与对象后，在学习C++中，接下来需要学习的是内存管理，在本篇博客中将会讲解C++的内存管理。

 一.C/C++内存分布

在学习内存管理前，我们先来了解一下C/C++的内存分布。

 一般来说，内存可以分为四个区域：栈区、堆区、数据段、代码段。

栈区：用于存放非静态的局部变量，函数参数、返回值等等。

堆区：用于存放动态内存开辟的空间，例如：malloc、calloc、realloc和new所生成的空间。

数据段：用于存放全局数据和静态数据（被static修饰的就是静态数据）

代码段；用于存放可执行代码和只读常量。

二.C++内存管理方式

学过C语言的都知道，C语言的内存管理有malloc、calloc、realloc和free四个函数，而对于C++而言，内存管理只有new和delete操作符。 

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int* tmp1 = new int;//申请一个int类型的空间
	int* tmp2 = new int[10];//申请一个int类型的数组
	int* tmp3 = new int(10);//申请一个int类型的空间，并初始化为10

	delete tmp1;//释放tmp1指向的空间
	delete[] tmp2;//释放tmp2指向的数组空间
	delete tmp3;//释放tmp3指向的空间
	return 0;
}

相比较与C语言，C++的内存管理方式更加方便好用。

同时，C++的方式和C语言相比，对于内置类型来说几乎没什么大区别，但是对于自定义类型来说有大区别，解释如下。

通过代码实现可以看到，malloc的方式就仅仅是去开辟一个空间，其他什么的没做，free也一样，只是去释放空间，其他什么都没做，

而new的方式可以看到，在new一个自定义类型时，会主动去调用它的构造函数，而且在delete时，也会主动调用它的析构函数，这个就是malloc、free和new、delete的区别。（这种情况仅对自定义类型有效）

 三.operator new 与 operator delete函数

接下来先在这里引入两个函数：operator new 和 operator delete函数。

 operator new 和 operator delete是系统提供的两个全局函数，其实new在底层是通过调用operator new 函数来实现申请空间的，而delete在底层也是通过调用operator delete函数来实现释放空间的。

operator new

那么operator new和new又有什么区别呢？以及operator new 又是怎么实现的？

再往下一层看，其实 operator new 的底层是通过调用malloc来实现的。那为什么不直接用malloc，而是又引入一个operator new。因为malloc在申请空间失败的时候会返回一个空指针，而operator new在malloc的基础上，增加了申请空间失败的时候直接抛出异常（这里涉及到C++的异常处理，先不过多的解释）。

而operator new和new的区别就是，operator new仅仅是去申请空间，而new不仅去申请空间，申请完成后，对于自定义类型会去调用它的构造函数。

operator delete

知道了operator new、malloc和new的区别，那么operator delete也一样。

其实operator delete 底层也是通过free来实现的，和free几乎没什么区别，那至于为什么要搞一个operator delete，是因为要保持一个对立的关系，即malloc对应free、operator new对应operator delete，new对应delete。

那operator delete和delete又有什么区别呢？

 operator delete仅仅是去释放一块空间，而delete在释放空间的基础上，对于自定义类型来说，会去调用它的析构函数。

区别与联系 

  malloc\free和new\delete的区别

1.malloc\free是函数，new\delete是操作符

2.malloc申请的空间不会被初始化，而new会

3.malloc申请空间需要传递申请空间的大小，而new不用，后面只需接上要申请的类型即可

4.malloc返回值是void*，一般来说需要强转，而new不用

5.malloc申请失败是会返回空指针，需要进行检查，而new不用，失败直接抛出异常

6.free仅仅是去释放空间，而delete会去调用析构函数