C/C++ 动态内存管理

C/C++ 动态内存管理

C语言：

在C语言中，有三个在堆上开辟内存的函数，它们分别是
@ (C语言) [malloc,realloc,calloc]

malloc
void* malloc(size_t size); * 它返回一个void*类型的指针，在堆上开辟一个大小为size字节的一段连续空间。
realloc
void* realloc (void* ptr, size_t size);
指针名=（数据类型*）realloc（要改变内存大小的指针名，新的大小）。
新的大小可大可小（如果新的大小大于原内存大小，则新分配部分不会被初始化；如果新的大小小于原内存大小，可能会导致数据丢失。
calloc
在内存的动态存储区(堆)中分配n个长度为size的连续空间，函数返回一个指向分配起始地址的指针；并且把数据初始化为0。如果分配不成功返回NULL。

这三个函数都对应的是free( )

注意：：
1：动态开辟的内存，要释放，不然会造成内存泄漏，什么是内存泄漏呢？大家可以看这篇博客

[http://blog.csdn.net/invisible_sky/article/details/78205461?locationNum=6&fps=1]

2：：free（NULL）程序会崩溃；也就是说，如果free（a）。a这个指针没有指向一块动态开辟的空间，那么程序就会崩溃。

3：：对一块空间free（）多次，程序也会崩溃。

4：：free（）一块完整空间的一部分，也是不允许的，程序也会崩溃。

C++：

C++也有三个在堆上申请内存的函数：

（1）：new + 类型名
例如：int * p = new int ;
（2）：new + 类型名+（初始化的数）
例如：int * p = new int (0);
开辟一个大小为4个字节（int）的空间，用p来维护，并且把这段空间初始化为0；
（3）：new + 类型名 + [个数]
例如：int * p = new int [10];
开辟一个大小为sizeof(int)*(10)个字节的空间，可以理解为开辟了一个类似于数组的连续空间，长度为10；

总结：

new与malloc,calloc,realloc的不同：

(1):new不需要手动计算类型大小，而其他三个需要
(2):new不需要返回的强制类型转换（默认为new后面紧跟的类型名），而其他三个则需要强制类型转换，不然编译器会报错
(3):new与delete匹配使用，其他三个与free匹配使用
(4):最重要的一点，new 一个类，它会自动调用这个类的构造函数，然后delete的时候会调用这个类的析构函数；
delete 用于释放new分配的内存，和new成对调用
free用于释放malloc分配的内存，和malloc成对调用
使用free释放时需要判断指针是否为NULL，delete不用
free释放内存，但不调用对象的析构函数
delete不仅释放内存，还调用对象的析构函数
delete和new是对对象的操作，是运算符
free和malloc是对内存空间的操作

例如：

#include <iostream>using namespace std;class AA{public:    AA(int a = 0)        :_a(new int (a))    {}    ~AA()    {        delete _a;    }private:    int *_a;};int main(){    AA* p = new AA[4];//new了AA类的四个对象    delete[] p;    return 0;}

AA* p = new AA[4];
这句可以理解p指向一个空间（这个空间是4个AA类的对象组成的连续空间）也可以理解成对象数组；但是这个空间在堆上；

要知道它会调4次拷贝构造和4次析构函数；试想编译器怎么知道需要调几次；所以请看下面：

相同点：

(1): 本质上new还是用malloc实现的；为什么这么说呢，当然是用依据的，请看下图：

new[] 去调operator new[]

operator new[] 去调operator new

operator new 去调 malloc

free一段new [] 开辟的空间，程序会崩溃

delete[] 在释放内存之前需要把指针往前移，让指针指向空间的起始位置；了解了这一点，我们就可以用free暂时替代delete的作用：

接下来，我们实现NEW_ARRAY/DELETE_ARRAY宏，模拟new[]/delete[]申请和释放数组：

要这么做，首先要清楚的了解new/delete和new[]/delete[]到底做了哪些事情？

(1):new做了两件事情：调用operator new分配空间；调用构造函数初始化对象。

(2):delete也做了两件事情：调用析构函数清理对象；调用operator delete释放空间。

(3):new[N]:调用operator new分配空间；调用N次构造函数分别初始化每个对象。

(4): delete[]:调用N次析构函数清理对象；调用operator delete释放空间。

代码实现如下：：

#include <iostream>using namespace std;#define NEW_ARRAY(PTR,TYPE,N)                     \        do                                        \        {                                         \           PTR = (TYPE*)malloc(sizeof(TYPE)*N+4);//多开4个字节的空间，用来存放需要调用拷贝构造和析构的次数 \           *(int*)PTR = N;                        \           PTR= (TYPE*)((int*)PTR+1);             \           for (size_t i = 0; i < N; i++)         \               new(PTR + i)TYPE; //调拷贝构造                   \        } while (0);#define DELETE_ARRAY(PTR,TYPE)             \    do                                     \    {                                      \        size_t N = *((int*)PTR - 1);       \        for (size_t i = 0; i < N; i++)     \            PTR[i].~TYPE(); //调析构函数            \        PTR = (TYPE*)((int*)PTR-1);//把指针向前移动4个字节，指向空间的起始位置               \        free(PTR);                  \    } while (0);            class AA{public:    AA(int a = 0)        :_a(new int (a))    {}    ~AA()    {        delete _a;    }private:    int *_a;};int main(){    AA* p = NULL;    NEW_ARRAY(p,AA,4);    DELETE_ARRAY(p,AA);    return 0;}