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1、C/C++内存分布
我们通过一段代码和相关问题来进入今天学习的课题。
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";
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);
}
1. 选择题：
选项: A.栈 B.堆 C.数据段 D.代码段
globalVar在哪里？__C__ staticGlobalVar在哪里？__C__ staticVar在哪里？__C__ localVar在哪里？__A__ num1 在哪里？__A__ char2在哪里？__A__ *char2在哪里？__A_ pChar3在哪里？__A__ *pChar3在哪里？__D__ ptr1在哪里？__A__ *ptr1在哪里？__B__
2. 填空题：
sizeof(num1) = __40__;
sizeof(char2) = __5__; strlen(char2) = __4__;
sizeof(pChar3) = __4/8__; strlen(pChar3) = __4__;
sizeof(ptr1) = __4/8__;
大部分都比较简单，我在此主要解释一些容易错的：
*char2在哪里？
不难看出char2是数组名，所以我们知道数组名又是数组首元素的地址，那么对地址解引用就是首元素的值，所以肯定存放在栈中。
*pChar3在哪里？
有很多人分不清char2和pChar3。char2只是一个数组名，我们把"abcd"赋值给了char2这个数组，这个数组是可变的。pChar3则是一个指向一块常量字符串的指针，所以*pChar3是常量的。
指针大小
首先，在32位和64位指针占的大小是不一样的，32位指针占4字节，64位指针占8字节。
隐藏\0
char char2[] = "abcd"; //用双引号引起来的字符串默认在字符串后面加一个\0
所以sizeof(char2) = __5__;
内存区域分布图：
【说明】
1. 栈又叫堆栈，非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的。
2. 内存映射段是高效的I/O映射方式，用于装载一个共享的动态内存库。用户可使用系统接口创建共享共 享内存，做进程间通信。（Linux课程如果没学到这块，现在只需要了解一下）
3. 堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。
4. 数据段--存储全局数据和静态数据。 5. 代码段--可执行的代码/只读常量。
2. C语言中动态内存管理方式
1、malloc/calloc/realloc和free
malloc
在堆上分配一块连续的内存空间，并返回该内存空间的首地址，不做初始化。
calloc
与malloc相似，不过函数calloc() 会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零。
realloc
给一个已经分配了地址的指针重新分配空间，可以做到对动态开辟内存大小的调整。
3、C++内存管理方式
1.new/delete操作内置类型
C语言内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方就无能为力而且使用起来比较麻烦，因此C++又提出 了自己的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理。
int main()
{
//动态申请int和5个int数组
int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));
int* p2 = (int*)malloc(sizeof(int)*5);
int* p3 = new int;
//new一个int类型的空间
int* p4 = new int[5];
//new了10个int类型的空间
delete p3;
delete[] p4;
int* p5 = new int(5);
//new一个int类型的空间并初始化为5
}
2.new和delete操作自定义类型
class Test
{
public:
Test()
: _data(0)
{
cout<<"Test():"<<this<<endl;
}
~Test()
{
cout<<"~Test():"<<this<<endl;
}
private:
int _data;
};
void Test1()
{
// 申请单个Test类型的空间
Test* p1 = (Test*)malloc(sizeof(Test));
free(p1);
// 申请10个Test类型的空间
Test* p2 = (Test*)malloc(sizeof(Test) * 10);
free(p2);
}
void Test2()
{
// 申请单个Test类型的对象
Test* p1 = new Test;
delete p1;
// 申请10个Test类型的对象
Test* p2 = new Test[10];
delete[] p2;
}
调用Test1时：
调用Test2时：
综上所述： 在申请自定义类型的空间时，new会调用构造函数，delete会调用析构函数，而malloc与free不会。
3、new和delete的实现原理
内置类型
如果申请的是内置类型的空间，new和malloc，delete和free基本类似，不同的地方是：new/delete申请和 释放的是单个元素的空间，new[]和delete[]申请的是连续空间，而且new在申请空间失败时会抛异常， malloc会返回NULL。
自定义类型
new的原理
1. 调用operator new函数申请空间
2. 在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造
delete的原理
1. 在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作 2. 调用operator delete函数释放对象的空间
new T[N]的原理
1. 调用operator new[]函数，在operator new[]中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申 请 2. 在申请的空间上执行N次构造函数
delete[]的原理
1. 在释放的对象空间上执行N次析构函数，完成N个对象中资源的清理
2. 调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间
4、抛异常
面向过程
int main()
{
char* p1 = (char*)malloc(1024u * 1024u * 1024u * 2u);
if (p1 == nullptr)
{
printf("%d\n", errno);
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
else
{
printf("%p\n", p1);
}
return 0;
}
面向对象
void BuyMemory()
{
char* p2 = new char[1024u * 1024u * 1024u * 2u - 1];
}
int main()
{
try
{
BuyMemory();
}
catch (const exception& e)
{
cout << e.what() << endl;
}
return 0;
}
总结
面向对象的语言，处理错误的方式一般是抛异常，C++中也要求出错抛异常 -- try catch
面向过程的语言，处理错误的方式是 ->返回值+错误码解决