c++栈内存和堆内存的基本使用介绍-EW帮帮网

c++栈内存和堆内存的基本使用介绍

1.c++栈内存和堆内存的基本使用

#include <iostream>

// 定义一个简单的结构体
struct Person {
  std::string name;
  int age;
};

int main() {
  // 栈内存分配
  int a = 10; // 基本数据类型的栈内存分配
  Person person; // 结构体的栈内存分配
  person.name = "John";
  person.age = 30;

  std::cout << "Stack memory usage:" << std::endl;
  std::cout << "a = " << a << std::endl;
  std::cout << "Person name: " << person.name << ", age: " << person.age << std::endl;

  // 堆内存分配
  int* p = new int; // 基本数据类型的堆内存分配
  *p = 20;

  Person* personPtr = new Person; // 结构体的堆内存分配
  personPtr->name = "Alice";
  personPtr->age = 25;

  std::cout << "Heap memory usage:" << std::endl;
  std::cout << "*p = " << *p << std::endl;
  std::cout << "PersonPtr name: " << personPtr->name << ", age: " << personPtr->age << std::endl;

  // 释放堆内存
  delete p;
  delete personPtr;

  return 0;
}

编译运行输出：

【栈（Stack）:由编译器自动分配和释放，存放函数的参数，局部变量、临时变量、函数返回地址等。

堆（Heap）:由程序员分配和释放，否则会引起内存泄漏。程序在运行的时候用malloc或new申请任意大小的内存，程序员自己负责在适当的时候用free或 delete释放内存，生命周期由开发者控制，未释放时可能导致内存泄漏（程序结束后由操作系统回收）。】

本例展示了栈（Stack）内存和堆（Heap）内存的分配方式：

栈内存通过直接声明变量（如int a = 10;）分配。

堆内存通过new关键字分配，并通过delete释放。

生命周期说明：

栈内存的生命周期与作用域相关，变量在作用域结束时自动销毁。

堆内存的生命周期由程序员手动管理，需要显式调用delete或delete[]释放。

2.动态数组的使用和内存管理

#include <iostream>

int main() {
  // 动态数组的堆内存分配
  int size = 5;
  int* array = new int[size];

  // 初始化数组
  for (int i = 0; i < size; ++i) {
    array[i] = i * 10;
  }

  // 打印数组
  std::cout << "Dynamic array:" << std::endl;
  for (int i = 0; i < size; ++i) {
    std::cout << "array[" << i << "] = " << array[i] << std::endl;
  }

  // 释放堆内存
  delete[] array;

  return 0;
}

编译运行输出：

本例演示了如何分配和管理动态数组的内存，使用new[]进行分配，使用delete[]进行释放。这是处理动态数组内存的正确方式。

使用new[]分配的内存必须用delete[]释放，而new分配的内存必须用delete释放，否则可能导致未定义行为。

3.内存泄漏及其解决示例

#include <iostream>

void memoryLeakExample() {
  int size = 5;
  int* leakArray = new int[size] {1, 2, 3, 4, 5}; // 分配并初始化数组; 这个数组若没有被释放，则会造成内存泄漏
  
  // 打印数组元素
  for (int i = 0; i < size; ++i) {
    std::cout << "leakArray[" << i << "] = " << leakArray[i] << std::endl;
  }

 // 正确的处理方式：释放数组
 delete[] leakArray;
}

int main() {
  // 调用
  memoryLeakExample();

  return 0;
}

编译运行输出：

本例展示了如何防范内存泄漏，及正确的处理方式。

更多内存泄漏的常见还有：

忘记释放指针。

异常导致程序提前退出，未执行释放代码。

使用std::vector等容器时，错误地管理内存。

4.智能指针的使用

C++11引入了智能指针，可以自动管理内存，避免内存泄漏。

#include <iostream>
#include <memory> // 需要包含这个头文件

class MyClass {
public:
  MyClass() {
    std::cout << "Constructor called" << std::endl;
  }
  ~MyClass() {
    std::cout << "Destructor called" << std::endl;
  }
  void display() {
    std::cout << "Display method called" << std::endl;
  }
};

int main() {
  // 使用unique_ptr
  std::unique_ptr<MyClass> ptr1(new MyClass());
  ptr1->display();

  // 使用shared_ptr
  std::shared_ptr<MyClass> ptr2 = std::make_shared<MyClass>();
  ptr2->display();

  return 0;
}

编译运行输出：

本例介绍了C++11引入的智能指针（unique_ptr和shared_ptr），并展示了它们的基本用法。智能指针能够自动管理内存，有助于避免内存泄漏。关于智能指针的更多情况可见C++11中智能指针的原理、使用、实现 - wxquare - 博客园

https://zhuanlan.zhihu.com/p/150555165

OK!

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