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【小梦C嘎嘎——启航篇】内存管理小知识~

【小梦C嘎嘎——启航篇】内存管理小知识~😎

  • 前言🙌
    • malloc/calloc/realloc的区别?
    • new 与 delete
      • new与delete要找好搭档才能保证万无一失
    • new 与 delete的内部实现细节是怎么样的呢???
        • new 的内部实现细节
        • delete的内部实现细节
      • 经典问题:malloc/free 与new/delete 的区别是什么???
      • 抛异常的基本使用
    • 小知识点:cout 流插入 不能打印出char*指针的地址
  • 总结撒花💞

追梦之旅,你我同行

   
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😊作者简介:一名热爱C/C++,算法等技术、喜爱运动、热爱K歌、敢于追梦的小博主!

😘博主小留言:哈喽!😄各位CSDN的uu们,我是你的博客好友小梦,希望我的文章可以给您带来一定的帮助,话不多说,文章推上!欢迎大家在评论区唠嗑指正,觉得好的话别忘了一键三连哦!😘
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前言🙌

    哈喽各位友友们😊,我今天又学到了很多有趣的知识现在迫不及待的想和大家分享一下! 都是精华内容,可不要错过哟!!!😍😍😍

malloc/calloc/realloc的区别?

这是一个经典的问题,有时面试也会这么问你。我的理解是:malloc可以向堆区动态申请一段连续的空间,realloc 的话主要是完成扩容操作,其扩容又可以分为两种方式:1.原地扩容 ;2.异地扩容。异地扩容的代价比较高,因为它要在堆区去找一块能够满足需求的空间,然后将原来的数据内容拷贝到新申请的空间里面,然后再把原来申请的空间释放掉。而calloc的话就是在malloc的基础上,能够将自己申请的空间进行初始化操作。以上就是他们三者的区别与联系啦~

new 与 delete

在C语言中我们知道有malloc ,realloc,calloc 这些可以在堆区中申请资源,可以用free释放掉堆上开辟的空间。那为什么C++还自己搞一套呢???不要问,C嘎嘎祖师爷那么设计一定有他的道理!!!接下来,我就来分析一下为什么。

new与delete要找好搭档才能保证万无一失

由于我们场景需求的多样,因此new与delete产生了不同的搭档方式以满足我们的需求。简单概括为:

  • 一个变量空间的申请与释放:new 变量类型(val) <-----> delete 变量名
  • 一个变量空间的申请与释放:new 变量类型【变量个数】(val) <-----> delete【】 变量名
#include<iostream>
using namespace std;class A
{
public:A(int a = 0):_a(a){cout << "A(int a = 0)" << endl;}~A(){cout << "~A()" << endl;}
private:int _a;
};int main()
{int* a = new int(10);cout << *a << endl;delete a;A* ptr1 = new A[10];delete[] ptr1;return 0;
}

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new与delete要找好搭档才能保证万无一失,如果随意搭档可能会出错的。例如下面这个场景就会导致运行错误。


class A
{
public:A(int a = 0):_a(a){cout << "A(int a = 0)" << endl;}~A(){cout << "~A()" << endl;}
private:int _a;
};int main()
{int* a = new int(10);cout << *a << endl;A* ptr1 = new A[10];delete ptr1;//delete[] ptr1;return 0;
}

在这里插入图片描述

因此,我们在使用的时候,一定要根据场景的需求去选择new 与 delete 的 匹配搭档。

new 与 delete的内部实现细节是怎么样的呢???

new 的内部实现细节

其实new 之所以可以申请空间并且完成初始化操作,其实其内部是调用了 malloc 和 构造函数来实现的。那它们又是怎么调用malloc和构造的呢?内部实现的细节是怎么样的? 其实这里使用了封装的方法,其内部实现是写了一个operator new函数,这个函数里面封装了malloc函数的调用以及抛异常的实现。因此,operator new函数就完成了new的开空间和如果new失败了会抛异常的功能。然后调用new,编译器会自动调用构造函数进行对象的初始化操作。

delete的内部实现细节

其实delete之所以可以释放空间并且完成对象资源清理的工作,其实其内部是调用了free函数 和 析构函数来实现的。那它们又是怎么调用free函数 和 析构函数的呢?内部实现的细节是怎么样的? 其实这里也使用了封装的方法,其内部实现是写了一个operator delete函数,这个函数里面封装了free函数的调用。因此,operator delete函数就完成了对象资源的释放。然后调用delete,编译器会自动调用析构函数进行对象空间的释放。

从他们内部实现的细节可以看出,如果只是对内置类型变量,那么使用malloc + free 与使用 new + delete 都可以完成空间的开辟和释放。但是,对于自定义类型就只能用new+delete。最主要的原因就是:new和delete会自动调用构造函数和析构函数,而malloc和free不能。

经典问题:malloc/free 与new/delete 的区别是什么???

我的理解是:

  • 从语法角度上看:

    malloc ,free是函数,而new与delete是操作符。malloc需要自己手动计算所要申请空间的大小而new直接加类型然后在后面【】里面写上对象个数即可。malloc 返回的是vold*指针需要强转,而new不用,返回的就是该对象类型的指针。malloc开辟失败是会返回NULL,我们需要自己写一个检查代码来判断是否开辟失败,而new开辟失败会抛出异常,无需我们写检查代码。malloc只能完成申请空间的功能,而new既可以申请空间又可以进行初始化。

  • 从底层原理实现的角度上看:

    申请自定义类型对象时,malloc/free只会开辟空间,不会调用构造函数与析构函数,而new
    在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化,delete在释放空间前会调用析构函数完成
    空间中资源的清理

抛异常的基本使用

C++中的new有抛异常的功能。而try()catch()则可以去捕获new抛出的异常。

首先需要将要检查的代码放在try()里面,或者在这里面进行调用,才能够对该代码段进行异常的检查和捕获。一旦捕获到异常,就会自动跳转到catch()里面,然后进行异常的处理。下面是一个在32位平台上的应用举例:

void func()
{char* p1 = new char[0x7fffffff];cout << (void*)p1 << endl;cout << "hello world" << endl;
}int main()
{try{func();}catch (const exception& e){cout << e.what() << endl;}return 0;
}

运行结果截图

在这里插入图片描述

小知识点:cout 流插入 不能打印出char*指针的地址

原因:cout 会自动识别其为字符串,并按照字符串的格式进行打印,遇到"/0"就会结束打印。

解决方案:将其强转为其他类型即可解决。

错误代码:

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程序运行结果:

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修改后的代码:

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运行结果:

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总结撒花💞

   希望大家通过阅读此文有所收获
   😘如果我写的有什么不好之处,请在文章下方给出你宝贵的意见😊。如果觉得我写的好的话请点个赞赞和关注哦~😘😘😘

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