1. C++程序的内存分区
1、栈区(stack):由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量值等。
2、堆区(heap):一般由程序员分配释放,随叫随到,挥之即走。
3、全局/静态区(static):全局变量和静态变量的存储是放在一起的,在程序编译时分配。
4、文字常量区:存放常量字符串。
5、程序代码区:存放函数体(包括类的成员函数、全局函数)的二进制代码
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int lao_ye_zi = 58;
//1.栈的内存
void say_hello(const char *msg){ //函数的参数和局部变量存放在栈区
//int x, y, z;
if(msg){
printf("hello, %s", msg);
}else{
printf("hello, who are u?\n");
}
printf("老爷子今年: %d 岁\n", lao_ye_zi);
}
void gui_fang(int jiaren){
static int girl = 17;
if(girl == 17){
girl = 18;
}else{
girl = 16;
}
printf("小姐今年 %d\n", girl);
}
int main(){
int num = 0;
int *salary = NULL;
//4. 字符常量
char *p = "童养媳";
char *p1 = "童养媳";
printf("p: 0x%p p1: 0x%p\n", p, p1);
//system("pause");
//exit(0);
//3.全局变量/静态变量
printf("老爷子今年: %d 岁\n", lao_ye_zi);
gui_fang(0);
gui_fang(0);
//salary = new int(666);
//2.堆, 动态内存分配
salary = new int; //在堆区分配内存
*salary = 100;
printf("salary: %d\n", *salary);
delete salary;
//system("pause");
//exit(0);
//say_hello("骚年们!");
printf("请输入需要雇佣的农民数量: \n");
scanf_s(" %d", &num);
if(num <= 0){
printf("请重新输入: \n");
}
salary = new int[num];
for(int i = 0; i < num; i++){
*(salary+i) = i+1;
}
for(int i = 0; i < num; i++){
printf("第%d个农民的薪资: %d\n", i+1, salary[i]);
}
printf("---over---\n");
delete[] salary;
//切记, delete 后的动态内存, 禁止访问
/*for(int i = 0; i < num; i++){
printf("第%d 个农民的薪资: %d\n", i+1, salary[i]);
}*/
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
2. 为什么要使用动态内存
1.按需分配,根据需要分配内存,不浪费
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(){
int farmer[10] = {20, 22, 25, 19, 18, 23,17, 28, 30, 35};
int num = 0;
int *salary = NULL;
printf("请输入需要雇佣的农民数量: \n");
scanf_s("%d", &num);
if(num<=10){
printf("请重新输入: \n");
system("pause");
exit(0);
}
//后面新增的都是18
salary = new int[num];
//第一种, 逐个赋值
/*for(int i = 0; i < sizeof(farmer)/sizeof(int); i++){
*(salary+i) = farmer[i];
}*/
//第二种, 内存拷贝
memcpy(salary, farmer, sizeof(farmer));
for(int i = sizeof(farmer)/sizeof(int); i<num; i++){
//salary[i] = 18;
*(salary+i) = 18;
}
for(int i = 0; i < num; i++){
printf("第%d个农民工的薪资: %d\n", i+1, salary[i]);
}
delete[] salary;
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
内存拷贝函数
void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);
#include<string.h>
功能:从源 src 所指的内存地址的起始位置开始拷贝 n 个字节到目标 dest 所指的 内存地址的起始位置中
new 分配内存布局图
2.被调用函数之外需要使用被调用函数内部的指针对应的地址空间
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
//通过返回动态内存的指针
int *demo(int count){
int *ap = NULL;
//new delete C++的动态内存分配操作符, C语言是 malloc
ap = (int *)malloc(sizeof(int) * count);//参数: 所需内存的字节数
//ap = new int[count];
for(int i = 0; i < count; i++){
ap[i] = 100+i;
}
for(int i = 0; i < count; i++){
printf("*(ap+%d) = %d\n", i, *(ap+i));
}
return ap;
}
//通过二级指针来保存
void demo1(int count, int **pointer_p){
int * ap = NULL;
*pointer_p = (int*)malloc(sizeof(int) *count);
ap = *pointer_p;
for(int i = 0; i < count; i++){
ap[i] = 100+i;
}
for(int i = 0; i < count; i++){
printf("*(ap+%d) = %d\n", i, *(ap+i));
}
}
int main(){
//两种方式获取被调用函数内部的内存
int * pointer = NULL;
int count = 10;
//第一种, 通过返回动态内存的指针
//pointer = demo(count);
//第二种, 通过二级指针来保存
demo1(count, &pointer);
for(int i = 0; i< 10; i++){
printf("*(pointer+%d) = %d\n", i, *(pointer+i));
}
//用完了, 要记得释放
free(pointer); //c语言中的释放内存函数, 相当于delete
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
C 内存分配:
void *malloc(size_t size);
void free(void *);
malloc 在内存的动态存储区中分配一块长度为 size 字节的连续区域返回该区域 的首地址.
3.突破栈区的限制,可以给程序分配更多的内存
#include <stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
//栈区的空间大小是有限制的,windows 上一般是 1M - 2M
void demo(){
//int a1[102400*2]; //100k*2*4 = 800K
//int a1[102400*3]; //100k*3*4 = 1200K = 1.2M
int * a1;
//如果使用堆的话,64 位 windows 10 系统的限制是 2G
a1 = (int *)malloc((int)(1024*1000*1000));//分配 2G
a1[0]=0;
printf("This is a demo.\n");
}
int main(void){
printf("--start--\n");
demo();
printf("--end--\n");
system("pause");
return 0;
}
3. 动态内存的分配、使用、释放
new 和 delete 基本语法
1)在软件项目开发过程中,我们经常需要动态地分配和撤销内存空间,特 别是数据结构中结点的插入与删除。在 C 语言中是利用库函数 malloc 和 free 来 分配和撤销内存空间的。C++提供了较简便而功能较强的运算符 new 和 delete 来 取代 malloc 和 free 函数。
(注意: new 和 delete 是运算符,不是函数,因此执行效率高。)
2)虽然为了与 C 语言兼容,C++仍保留 malloc 和 free 函数,但建议用户不 用 malloc 和 free 函数,而用 new 和 delete 运算符
new 运算符的例子:
new int; //开辟一个存放整数的存储空间,返回一个指向该存储空间的地址(即指针)
new int(10); //开辟一个存放整数的空间,并指定该整数的初值为 10,返回一个指向该存 储空间的地址
new char[100]; //开辟一个存放字符数组(包括 100 个元素)的空间,返回首元素的地址
new int[5][4]; //开辟一个存放二维整型数组(大小为 5*4)的空间,返回首元素的地址
float *p=new float (3.14159); //开辟一个存放单精度数的空间,并指定该实数的 初值为//3.14159,将返回的该空间的地址赋给指针变量 p
3)new 和 delete 运算符使用的一般格式为:
使用方法:
指针变量 = new 类型(常量);
指针变量 = new 类型[表达式]; //数组
指针变量 = new 类型[表达式][表达式] //二维数组
作用:从堆上分配一块“类型”指定大小的存储空间,返回首偶地址
其中:“常量”是初始化值,可缺省
创建数组对象时,不能为对象指定初始值
delete 运算符 释放已分配的内存空间
使用方式:
普通类型(非数组)使用: delete 指针变量;
数组 使用: delete[] 指针变量;
其中“指针变量” 必须时一个 new 返回的指针!
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
//分配基础类型
int main(){
//第一种分配动态内存不执行初始化
int *p1 = new int;
*p1 = 100;
//第二种分配动态内存同时执行初始化
int *p2 = new int(100);
//第三种 malloc 返回值是 void*
int *p3 = (int*)malloc(sizeof(int));
free(p1); //基础类型可以new free 可以混搭
delete p3; //基础类型可以malloc delete 可以混搭
delete p2; //free(p2); 同样的效果
system("pause");
return 0;
}
分配数组变量
//分配数组变量
int main(){
int *p1 = (int *)malloc(sizeof(int)*10);
//p[0] - p[9] *(p+9)
int *p2 = new int[10];
delete p1; //free(p1); 可以混搭
//free(p2); //可以混搭
delete[] p2;
system("pause");
return 0;
}
4. C++程序员的噩梦-内存泄漏
内存泄漏(Memory Leak) - 是指程序中己动态分配的堆内存由于某种原因程序未释放或 无法释放,造成系统内存的浪费,导致程序运行速度减慢甚至系统崩溃等严重后果。
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
using namespace std;
void A_live(){
int *p = new int[1024];
//挥霍
p[0] = 0;
//申请的内存必须要"还"
}
void B_live(){
int *p = new int[1024];
//正常的开支
p[0] = 0;
//还
delete[] p;
}
int main(){
/*for(int i = 0 ; i < 100000; i++){
A_live();
Sleep(50);
}*/
for(int i = 0; i < 100000; i++){
B_live();
Sleep(50);
}
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
呃呃… 这里我就不运行了, 有兴趣的小伙伴运行下, 记得把上面的 for 循环打开, 来跑…
5. 函数返回值使用指针
可以返回函数内部:动态分配内存地址 局部静态变量地址 以及全局静态变量和外部变量 地址
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
int *add(int x, int y){
int sum = x + y;
return ∑
}
//返回动态内存分配地址
int *add1(int x, int y){
int *sum = NULL;
sum = new int;
*sum = x + y;
return sum;
}
//返回局部静态变量的地址
int *add2(int x, int y){
static int sum = 0;
printf("sum: %d\n", sum);
return ∑
}
int main(){
int a = 3, b = 5;
int *sum = NULL;
cout<<add(a, b)<<endl;
//sum = addr(a, b); //不能使用外部函数局部变量的地址 bad
//接收外部函数动态内存分配的地址: ok
sum = add1(a, b);
cout<<*sum<<endl;
delete sum;
//接收外部函数局部静态变量的地址
sum = add2(a, b);
cout<<*sum<<endl;
*sum = 88888;
add2(a, b);
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
6.常见错误总结
- 申请的内存多次释放
- 内存泄漏
- 释放的内存不是申请时的地址
- 释放空指针
- 释放一个内存块,但继续引用其中的内容
- 越界访问