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http://t.csdnimg.cn/d0MZH 目录 系列文章目录http://t.csdnimg.cn/d0MZH 比喻和理解a.比喻C语言开空间C开空间 b.理解a、C语言的内存管理的缺点1、开发效率低#xff08;信息传递繁琐#xff09;2、可读性低#xff08;信息展示混乱#xff09;3、稳定性差开空间 b.理解a、C语言的内存管理的缺点1、开发效率低信息传递繁琐2、可读性低信息展示混乱3、稳定性差开空间可能失败代码演示 b、C的内存管理方式的优点1、开发效率高、稳定2、可读性高信息集中、整洁 一、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1. 我们在建开辟空间时会发现我们有4个核心需求2. C将开辟和释放分别集中在new和delete两个操作符实现3. new集成malloc、抛异常、构造函数delete集成free、抛异常、析构函数4.new和delete内含的功能会根据具体的情况选择性发挥作用 二、 operator new与operator delete函数1、 operator new与operator delete函数 三、内置类型四、自定义类型1、new的原理2、delete的原理3、new T[N]的原理4、delete[ ]的原理delete[ ]底层原理 比喻和理解
C语言无法方便进行内存管理C语言有关空间的所有操作都充满了冗余操作 而C通过new和delete操作符进行动态内存管理。 简而言之C对内存管理的创举主要是让我们输入的信息更高效的被编译器理解。
a.比喻
C语言开空间 打个比方C语言开辟空间就像是你要开席你叫C语言去买10瓶可乐C语言会做下面这些事 问无效信息 它一次只买一瓶重复十次买一瓶的操作它每买一瓶都问你去哪家店买、走哪条路 不会思考 买可乐的预算有多少购买策略要你全部说清楚购买时遇到意料之外的情况就打电话问你 轻易放弃结果不上报 如果C语言在去的第一家商店购买失败它就不买了也不会主动报告购买失败需要我们专门询问要是不问C语言就放任错误发生 C开空间 而C就像是你叫C去买10瓶可乐它会问你一些信息然后再做以下事情 主动思考 C会问你给它多少预算给多少人喝每人喝几杯购买现场它根据这些信息自己决定购买策略。 灵活多变 如C在商店购买失败它会自动换一家商店买。 有责任感 换商店会一直换到成功为止除非彻底买不到才打电话上报。 b.理解
a、C语言的内存管理的缺点
1、开发效率低信息传递繁琐
内存空间开辟需要显示定义内存空间开辟代码编写繁琐
2、可读性低信息展示混乱
代码修改检查要反复对比代码开空间显示不整齐
3、稳定性差开空间可能失败
就算声明了开空间也不确定有没有开空间开空间失败不自动报警需要我们设置报警
代码演示
如下代码我们的计划实现
开一块空间存 int 类型的数据开辟这块空间并且初始化在原空间的基础上扩容
为了实现以上功能我们要写大量和我们的意图没有任何关系的内容。
代码演示用C语言的方法开辟空间可以看到这些代码是非常冗余的
void Test()
{int* p1 (int*)malloc(sizeof(int)); //开辟一个int大小的空间int* p2 (int*)calloc(4, sizeof(int)); //开4个int大小的空间并且初始化为0int* p3 (int*)realloc(p2, sizeof(int) * 10); //扩容把大小扩大到10个int并且转移空间地址到p31
}糟糕的是上面三行代码如果开空间失败不会自动报警 b、C的内存管理方式的优点 在实践时可以发现我们编码时思维聚焦于开辟空间的用途 同时也发现实现功能时会反复使用同样的空间大小和变量类型。 1、开发效率高、稳定
如下代码我们要修改开辟的空间属性只需要在开空间的代码上微调即可
void Test()
{// 动态申请一个int类型的空间int* ptr4 new int;// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10int* ptr5 new int(10);// 动态申请5个int类型的空间,并初始化为0int* ptr6 new int[5];// 动态申请5个int类型的空间并初始化前3个空间后面2个空间默认为0int* ptr7 new int[5]{123};delete ptr4;delete ptr5;delete[] ptr6;delete[] ptr7;
}简而言之开辟一个空间进行一番操作初始化它就是我们的常做的操作 由此通过自定义类型就可以实现通过一个类我们可以在开辟一个空间的同时启动一个构造函数对这个空间进行操作 如下代码 我们定义了一个自定义类型A当我们使用new来开辟空间时会自动启动A的构造函数
#includeiostream
using namespace std;
static int i 1;class A
{
public:A(int a 0): _a(a){cout A( i ): this endl;}~A(){cout ~A(): this endl;}
private:int _a;
};int main()
{// new/delete 和 malloc/free最大区别是 // new/delete对于【自定义类型】除了开空间还会调用构造函数和析构函数A* p4 new A(1); // 开辟一个int空间A* p5 new A[10]{1,2,3,4,5};A* p6 new A[10];delete p4;delete[] p5;delete[] p6;return 0;
} 2、可读性高信息集中、整洁 一、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
1. 我们在建开辟空间时会发现我们有4个核心需求
开辟空间(1、2)释放空间3、4
开辟空间初始化空间释放空间指针置空
2. C将开辟和释放分别集中在new和delete两个操作符实现
new实现 1.开辟空间、2.初始化空间
delete实现 3.释放空间、4.指针置空 在申请自定义类型的空间时new会自动调用operator new和构造函数delete会自动调用operator delete 和 析构函数。 3. new集成malloc、抛异常、构造函数delete集成free、抛异常、析构函数
new 是operator new 和构造函数的结合 delete 是oprator delete 和析构函数的结合perator new 是malloc和抛异常的结合oprator delete 是free和抛异常的结合。
4.new和delete内含的功能会根据具体的情况选择性发挥作用 在new 起作用的过程中固定发挥malloc、抛异常、构造函数初始化空间在delete 起作用的过程中固定发挥free、抛异常的作用根据情况来判断是否调用析构函数 释放空间 如果开空间时没有malloc开辟空间则当我们要释放空间时我们可以去使用free或delete释放空间因为此时delete只有free可以发挥作用没有调用析构函数的必要
如下代码对p1象占用了int类型的空间我们使用free就可以释放这个空间 相同情况下p2使用delete也是可以的 同理p3的int【10】也是free、delete皆可。
#includeiostream
using namespace std;class A
{
public:A(int a 0):_a(a){cout a 构造 endl;}private:int _a;
};int main()
{// new和delete内含的功能会根据具体的情况选择性发挥作用A* p1 new A(1); //这里p1使用了int空间我们delete或free释放即可A* p2 new A(1); //这里p2使用了int空间我们delete或free释放即可free(p1);delete p2;A* p3 new A[10];delete[] p3;return 0;
}二、 operator new与operator delete函数
1、 operator new与operator delete函数
new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符operator new 和operator delete是系统提供的全局函数new在底层调用operator new全局函数来申请空间delete在底层通过operator delete全局函数来释放空间。
operator new该函数实际通过malloc来申请空间当malloc申请空间成功时直接返回申请空间失败尝试执行空间不足应对措施如果改应对措施用户设置了则继续申请否则抛异常。
如下代码我们尝试通过new来创建一个对象 #includeiostream
using namespace std;typedef char DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity 4){cout Stack() endl;_array new DataType[capacity];_capacity capacity;_size 0;}void Push(DataType data){// CheckCapacity();_array[_size] data;_size;}~Stack(){cout ~Stack() endl;_array nullptr;_size 0;_capacity 0;}private:// 内置类型DataType* _array;int _capacity;int _size;
};Stack* func(){int n;cin n;Stack* pst new Stack(n);return pst;
}int main()
{Stack* ptr func();ptr-Push(1);ptr-Push(2);delete ptr;return 0;
}三、内置类型 如果申请的是内置类型的空间new和mallocdelete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。
四、自定义类型
1、new的原理
调用operator new函数申请空间在申请的空间上执行构造函数完成对象的构造 A* p1 new A(1);2、delete的原理
在空间上执行析构函数完成对象中资源的清理工作调用operator delete函数释放对象的空间 delete p1;3、new T[N]的原理
调用operator new[]函数在operator new[]中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申请在申请的空间上执行N次构造函数返回开辟空间的地址 A* p2 new A[10];4、delete[ ]的原理
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调用operator delete[]释放空间实际在operator delete[]中调用数个operator delete来释放空间 delete[] p2;delete[ ]底层原理 delete[]被设计用来释放多个连续的同构造空间那么它需要获取两个信息 被释放空间的位置——在delete[]后接的地址p2调用几次析构函数——在我们使用new[]的时候会自动在存储信息的空间前面开一个空间用来记录该空间存储了多少个对象。 如下代码 A* p2 new A[10];delete[] p2;我们使用了new A[10]开辟了十个存储int数据的空间我们的指针p2也指向了这个空间的第一个元素的地址 而当我们调用delete[]来释放该空间时delete[ ]空着的[ ]就会把p2前面四个字节的内容作为整形装到[]里面于是在编译器看来 delete[] p2 就变成了 “ delete[10] p2” 由此编译器知道了需要调用十次析构函数释放该空间同时p2也被修改指向了该空间真正的起始地址最后释放空间时会把开头的4个字节和后面的40个字节一起释放掉然后p2被置空。至此new A[10]所占用的空间被全部释放
