C＋＋基础 内存管理
一.内存分布
从高地址到低地址
栈区 Stack ： 局部变量、函数参数，自动释放
堆区 Heap ：new / malloc，手动释放
全局/静态区 ：全局变量、static变量
常量区 ： 字符串常量、只读常量
代码区： 程序指令
核心区别：
栈区：自动管理。
堆区：手动管理。
全局/静态区：生命周期贯穿整个程序。
常量区：一般只读。
代码区：存放程序执行指令。
二.C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free
1. malloc：申请一块指定大小的内存
malloc 只负责申请内存，不会初始化。
所以里面的值是随机值
2.calloc：申请内存并初始化为 0
calloc 会申请 10 * sizeof(int) 字节，并且把这块内存全部初始化为 0。
它有两个参数
相当于申请 5 个 int 的空间，并全部置 0。
3.realloc：重新调整已经申请的内存大小
realloc 用来扩容或缩小原来的动态内存。
比如原来申请 5 个 int：
现在想变成10个
realloc 可能会在原地址扩容，也可能重新找一块更大的空间，然后把旧数据复制过去
三.C＋＋的内存管理方式
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。
1.new/delete操作内置类型
1.申请单个变量
在堆区申请一个 int，返回这个 int 的地址
但是 new int; 默认不会初始化，值可能是随机值
2.初始化
表示： *p == 10
3.delete 释放
释放堆区内存
调用析构（内置类型没有析构）
归还给系统
释放后，p 变成野指针
所以通常
更安全
4.new数组
在堆区申请 5 个连续的 int
但是默认不初始化
5.初始化数组
全部初始化为0
或者：
初始化为 1，2，3，0，0
6.delete[]
数组必须用
不可以
2.new和delete操作自定义类型
先定义一个类
new单个对象
这里发生了两件事：
1.在堆区申请对象空间
2. 自动调用构造函数
delete 对象
这里也会发生两件事：
1. 调用析构函数
2. 释放堆区内存
完整流程
输出：构造函数
析构函数
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. 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。
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
4. new和delete的实现原理
1.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。
2.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
5.malloc/free和new/delete的区别
malloc/free和new/delete的共同点是：
都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。
不同的地方是：
1. malloc和free是函数，new和delete是操作符
2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可，如果是多个对象，[]中指定对象个数即可
4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型
5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需要捕获异常
6. 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释放