1.C/C++內(nèi)存分布

1. 棧又叫堆棧，非靜態(tài)局部變量/函數(shù)參數(shù)/返回值等等，棧是向下增長的。
2. 內(nèi)存映射段（共享區(qū)）是高效的I/O映射方式，用于裝載一個共享的動態(tài)內(nèi)存庫。用戶可使用系統(tǒng)接口創(chuàng)建共享共享內(nèi)存，做進程間通信。
3. 堆用于程序運行時動態(tài)內(nèi)存分配，堆是可以上增長的。
4. 數(shù)據(jù)段（靜態(tài)區(qū)）--存儲全局數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。
5. 代碼段（常量區(qū)）--可執(zhí)行的代碼/只讀常量。

下面看一段代碼

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);
}
//globalVar靜態(tài)區(qū) staticGlobalVar靜態(tài)區(qū) staticVar靜態(tài)區(qū)  localVar棧區(qū)
//num1棧區(qū)（是數(shù)組）  char2棧區(qū)（是數(shù)組，首元素地址）   *char2棧區(qū)（是首元素），注意：char2并不是常量字符串，"abcd"才是，而char2是將"abcd"拷貝了一份，在棧區(qū)
//pChar3棧區(qū)（是指針）  *pChar3常量區(qū)（是常量字符串）
//ptr1棧區(qū)（是指針） *ptr1堆區(qū)

2.C語言中動態(tài)內(nèi)存管理方式

malloc/calloc/realloc 和 free

3.C++中動態(tài)內(nèi)存管理方式

new，delete

3.1 對于內(nèi)置類型

new/delete和malloc/free 針對內(nèi)置類型沒有任何差別，只是用法不一樣

	// 申請一個10個int的數(shù)組
	int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	int* p2 = new int[10];// new/delete new[]/delete[]一定要匹配，否則可能會出錯
	free(p1);
	delete[] p2;//這里不要忘了[]
	// 申請單個int對象
	int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int));
	int* p4 = new int;
	free(p3);
	delete p4;

3.2 對于自定義類型

對于自定義類型，new和delete會開辟空間+初始化，析構(gòu)+釋放空間

malloc/free只開辟空間，釋放空間

struct ListNode
{
	ListNode* _next;
	ListNode* _prev;
	int _val;
	ListNode(int val = 0): _next(nullptr), _prev(nullptr), _val(val)
		cout << "ListNode(int val = 0)" << endl;
	}
	~ListNode()
	{
		cout << "~ListNode()" << endl;}
};
int main()
{
	 //C malloc只是開空間 free釋放空間
	struct ListNode* n1 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
	free(n1);
	 //C++ new 針對自定義類型，開空間+構(gòu)造函數(shù)初始化
	 //delete 針對自定義類型，析構(gòu)函數(shù)清理 + 釋放空間
	ListNode* n2 = new ListNode(5);   // -> 相當(dāng)于c語言中BuyListNode(5) 
	delete n2;
	//申請數(shù)組
	struct ListNode* arr3 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode)*4);
	free(arr3);
	ListNode* arr4 = new ListNode[4]{1,2,3,4};//數(shù)組初始化可以用{}
	delete[] arr4;
	//那么，new內(nèi)置類型的時候也可以進行初始化
	//int* p1 = new int(0);
	//int* p2 = new int[4]{ 1, 2, 3, 4 };
}

3.3 new的底層原理

new = operator new（庫函數(shù)） + 構(gòu)造函數(shù)

operator new = malloc + 失敗拋異常機制

其實operator new和malloc用法是完全一樣的，功能都是在堆上申請釋放空間，只是失敗了處理方式不一樣，malloc失敗返回NULL，operator new失敗以后拋異常

4. 常見的面試題

• （1）malloc和new的區(qū)別

相同點：都是從堆上申請空間，并且需要用戶手動釋放。

區(qū)別：

1. malloc和free是函數(shù)，new和delete是操作符
2. malloc申請的空間不會初始化，new可以初始化
3. malloc申請空間時，需要手動計算空間大小并傳遞，new只需在其后跟上空間的類型即可
4. malloc的返回值為void*, 在使用時必須強轉(zhuǎn)，new不需要，因為new后跟的是空間的類型
5. malloc申請空間失敗時，返回的是NULL，因此使用時必須判空，new不需要，但是new需要捕獲異常
6. 申請自定義類型對象時，malloc / free只會開辟空間，不會調(diào)用構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)，而new在申請空間后會調(diào)用構(gòu)造函數(shù)完成對象的初始化，delete在釋放空間前會調(diào)用析構(gòu)函數(shù)完成空間中資源的清理

• （2）malloc/new最大能申請多大的空間？如何malloc出4G的空間？

32位下面，最多2G左右； 在64位下面申請

• （3）內(nèi)存泄漏

1）什么是內(nèi)存泄漏，內(nèi)存泄漏的危害？

• 什么是內(nèi)存泄漏：內(nèi)存泄漏指因為疏忽或錯誤造成程序未能釋放已經(jīng)不再使用的內(nèi)存的情況。內(nèi)存泄漏并不 是指內(nèi)存在物理上的消失，而是應(yīng)用程序分配某段內(nèi)存后，因為設(shè)計錯誤，失去了對該段內(nèi)存的控制，因而 造成了內(nèi)存的浪費。
• 內(nèi)存泄漏的危害：長期運行的程序出現(xiàn)內(nèi)存泄漏，影響很大，如操作系統(tǒng)、后臺服務(wù)等等，出現(xiàn)內(nèi)存泄漏會導(dǎo)致響應(yīng)越來越慢，最終卡死。

2）如何避免內(nèi)存泄漏

1. 工程前期良好的設(shè)計規(guī)范，養(yǎng)成良好的編碼規(guī)范，申請的內(nèi)存空間記著匹配的去釋放。ps：這個理想狀態(tài)。但是如果碰上異常時，就算注意釋放了，還是可能會出問題。需要下一條智能指針來管理才有保證。
2. 采用RAII思想或者智能指針來管理資源。
3. 有些公司內(nèi)部規(guī)范使用內(nèi)部實現(xiàn)的私有內(nèi)存管理庫。這套庫自帶內(nèi)存泄漏檢測的功能選項。
4. 出問題了使用內(nèi)存泄漏工具檢測。ps：不過很多工具都不夠靠譜，或者收費昂貴。

總結(jié)一下 : 內(nèi)存泄漏非常常見，解決方案分為兩種：

1 、事前預(yù)防型。如智能指針等。

2 、事后查錯型。如泄漏檢測工具。

到此這篇關(guān)于C/C++內(nèi)存管理基礎(chǔ)與面試的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C/C++內(nèi)存管理內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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