您好,登錄后才能下訂單哦!
這篇文章主要介紹“怎么理解C++內(nèi)存處理”,在日常操作中,相信很多人在怎么理解C++內(nèi)存處理問題上存在疑惑,小編查閱了各式資料,整理出簡單好用的操作方法,希望對大家解答”怎么理解C++內(nèi)存處理”的疑惑有所幫助!接下來,請跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧!
在c和c++中,內(nèi)存區(qū)大概分為這幾個板塊:棧區(qū)
,內(nèi)存映射段
,堆區(qū)
,數(shù)據(jù)段和代碼段
.
棧區(qū): 存放非靜態(tài)局部變量,函數(shù)參數(shù),函數(shù)返回值等,其優(yōu)先使用高地址,并逐漸往下.
內(nèi)存映射段: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)建共享內(nèi)存,做進程間通信.由于博主還未更新到操作系統(tǒng),這里不做過多介紹.
堆區(qū): 用于程序運行時進行動態(tài)內(nèi)存分配(一般使用malloc),其優(yōu)先使用低地址,逐漸往上.
數(shù)據(jù)段:存儲全局數(shù)據(jù)和靜態(tài)變量.
代碼段:可執(zhí)行的代碼/只讀常量.
理論千遍,不如用例子一現(xiàn),大家往下看:
在上圖中,大家可以清晰的看到各種類型數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域,一目了然.
我們在學(xué)習(xí)c語言時候,想要向堆區(qū)申請一塊空間,只能通過malloc()函數(shù),而且操作比較麻煩,需要計算申請空間的大小并且進行強制轉(zhuǎn)換.
int* p1 = (int*) malloc(sizeof(int)); free(p1); int* p2 = (int*)calloc(4, sizeof (int)); int* p3 = (int*)realloc(p2, sizeof(int)*10); free(p3 );
我們可以清晰的看到,在c語言中申請一塊堆區(qū)內(nèi)存空間,操作有點繁瑣,那么在C++語言中,是怎么申請一塊堆區(qū)內(nèi)存呢?
在c++中,c語言的內(nèi)存管理方式依然可以使用,但是有些地方仍然使用c中的方法進行申請就比較麻煩,因此C++又提出了自己的內(nèi)存管理方式:通過new和delete操作符進行動態(tài)內(nèi)存管理.
那么什么時候使用c內(nèi)存管理方式就會比較麻煩呢?比如下面:
class Stack { public: Stack(int* p,int n) { val = p; top = capacity = n; } private: int* val; int top; int capacity; }; int main() { Stack* stack = (Stack*)malloc(sizeof(Stack)); //然后現(xiàn)在我們想要進行初始化,發(fā)現(xiàn)好像不能操作了(因為私有成員外部無法訪問),這就會比較麻煩,因此提出了new和delete的操作 return 0; }
①開辟單個元素基本語法: type* name = new type(content);
①釋放空間語法: delete name;
其中type是開辟的元素類型,name是變量名,content是想要賦的值,例如:
int* a = new int(10); //開辟一個整型空間,并且初始化為10; char* s = new char('s'); //開辟一個字符空間,并且初始化為's'; delete a; delete s; //釋放a和s
②開辟數(shù)組基本語法: type* name = new type[n]
②刪除數(shù)組基本語法:delete[] name;
其中type是開辟的元素類型,name是數(shù)組名,n是空間數(shù)量,例如:
int* num = new int[10]; //開辟10個int類型的空間 char* str = new char[10]; //開辟10個char類型的空間 delete[] num; delete[] str; //釋放num和str;
注意點:在c語言中malloc,realloc,calloc
等是函數(shù),在c++中,new和delete
是操作符.
使用語法和上面的自定義類型幾乎一樣,只是初始化位置有點差別,語法:type* name = new type(s1,s2,s3...);
其中type是自定義的類型,s1,s2,s3等是自定義類型中構(gòu)造函數(shù)的對應(yīng)參數(shù).例子:
class Test { public: Test(int a,int b,int c) { _a = a; _b = b; _c = c; } private: int _a; int _b; int _c; }; int main() { Test* t = new Test(1,2,3); //根據(jù)構(gòu)造函數(shù)參數(shù)列表寫對應(yīng)參數(shù). delete t; }
有人可能會有點好奇,說,我就是要用malloc開辟自定義類型,但是我還想初始化,這么進行操作?答案是,可以的,需要搭配new
語法 new(type*) type(s1,s2,s3...)
什么意思呢?我們?nèi)匀话凑丈厦娴腡est類舉例:
Test* t = (Test*) malloc(sizeof(Test)); new(t)Test(1,2,3); //這樣就可以初始化了.
在講解他們的底層實現(xiàn)原理之前我們先介紹一下兩個全局函數(shù),分別是operator new
和operator delete.
大家看到上面的形式可能會誤認為是對new和delete進行了重載,實際并不是,只是這兩個函數(shù)就叫做這名字而已.
我們在學(xué)習(xí)C語言時候,還記得是當(dāng)開辟空間時候需要進行檢查是否成功嗎?而operator new
其實和malloc一模一樣,只是它對空間開辟失敗后做出的反應(yīng)是拋出異常,而c語言中,我們是手動判斷,然后停止.下面是operator new
的代碼:
void* __CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc) { // try to allocate size bytes void* p; while ((p = malloc(size)) == 0) //如果開辟成功就不會進入循環(huán),并且可以清晰 if (_callnewh(size) == 0) { // report no memory // 如果申請內(nèi)存失敗了,這里會拋出bad_alloc 類型異常 static const std::bad_alloc nomem; _RAISE(nomem); } return (p); }
同理,operator delete不過也就是free,下面是它的代碼:
void operator delete(void* pUserData) { _CrtMemBlockHeader* pHead; RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0)); if (pUserData == NULL) return; _mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */ __TRY /* get a pointer to memory block header */ pHead = pHdr(pUserData); /* verify block type */ _ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse)); _free_dbg(pUserData, pHead->nBlockUse); __FINALLY _munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */ __END_TRY_FINALLY return; }
總結(jié):operator new其實就是對malloc的封裝,operator delete 就是堆free的封裝.
new的實現(xiàn)其實是進一步對malloc的封裝,因為new的操作可以分為下面兩件事:
調(diào)用operator new進行開辟空間.
如果開辟的空間是自定義類型,new再調(diào)用其構(gòu)造函數(shù).
所以說,new的內(nèi)部其實就是有構(gòu)造函數(shù)和operator new封裝而成.
同樣的道理,delete不過就是對free的進一步封裝,因為delete的操作可以分為下面兩件事:
如果new開辟的空間是自定義類型,則首先調(diào)用其析構(gòu)函數(shù)釋放其內(nèi)部資源.
然后再調(diào)用operator delete,進行釋放new所開辟出來的空間.
注意了,這里可能有人不明白自定義類型先釋放內(nèi)部,然后銷毀外部空間啥意思,博主這里畫圖介紹,不過大家先看一下下面的一個類:
class Stack { public: Stack() :num(new int[10]), top(0),capacity(10) {} ~Stack() { delete[] num; top = capacity = 0; } private: int* num; int top; int capacity; }; int main() { Stack stack; delete stack; return 0; }
如果我們定義一個該對象,那么其空間分布如下:
如果delete不先調(diào)用析構(gòu)函數(shù),那么釋放了stack對象后,在堆區(qū)里面的num將會繼續(xù)存在,導(dǎo)致內(nèi)存泄露.
1.調(diào)用operator new[]函數(shù),在operator new[]中實際調(diào)用operator new函數(shù)完成N個對象空間的申請
2.在申請的空間上執(zhí)行N次構(gòu)造函數(shù)
1.在釋放的對象空間上執(zhí)行N次析構(gòu)函數(shù),完成N個對象中資源的清理
2.調(diào)用operator delete[]釋放空間,實際在operator delete[]中調(diào)用operator delete來釋放空間
到此,關(guān)于“怎么理解C++內(nèi)存處理”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了,希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí),快去試試吧!若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識,請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站,小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>
免責(zé)聲明:本站發(fā)布的內(nèi)容(圖片、視頻和文字)以原創(chuàng)、轉(zhuǎn)載和分享為主,文章觀點不代表本網(wǎng)站立場,如果涉及侵權(quán)請聯(lián)系站長郵箱:is@yisu.com進行舉報,并提供相關(guān)證據(jù),一經(jīng)查實,將立刻刪除涉嫌侵權(quán)內(nèi)容。