C++程序设计基础(6)内存分配
1.知识点
三步走:申请,释放,指针置空。
1.1malloc、free函数
在C语言中内存malloc函数申请动态空间,以下展示其基本用法:
int *p = NULL;
p = (int *)malloc(sizeof(int) * );//申请
free(p);//释放,否则会造成内存泄漏
p = NULL;//指针置空,否则成为野指针
(1)动态分配的空间来自队空间,而指针本身作为局部变量存储在栈空间中。
(2)malloc有时候也可能申请空间失败,这时返回NULL,故需要对其进行判断。
(3)通过malloc动态申请的空间必须通过free函数释放,这两个函数成对出现。否则可用空间会越来越少。
(4)在通过free函数释放之后,最好将指针置空。
(5)malloc/free函数申请释放的过程其实就是可用空间链表不断在更新。
1.2new、delete函数
(1)new和delete运算符既可以应用于基本类型,也可以用于自定义类型,new操作符不仅申请了空间,然后还根据提供的参数进行构造函数初始化,delete在释放内存空间之前还会调用对象的析构函数,这些事new/delete比malloc/free更为丰富的地方。
2.面试题
2.1malloc和free的常识性问题
以下说法正确的是(D)。
(A)free会将指针置为空 //需要手动置空
(B)malloc函数的返回指针移动后,free函数会自动找到首地址并释放 //不能失去对首地址的控制,否则无法释放
(C)malloc函数一次申请N个int空间,使用后需要循环N次逐一调用free释放 //malloc和free成对出现
(D)malloc申请的空间位于堆上
2.2返回一个64整数倍的地址
编写两个函数,align64malloc和align64free,分别用于申请空间和释放空间,并要求申请空间返回的地址必须是64的整数倍。
解析:在所需空间前面再加上64个字节,可保证其中肯定有一个地址是64的倍数,再在这64个字节空间的前面再加上4个字节保证有地方可以存储返回的首地址。如下表所示
A | 4个字节 |
B | 64个 字节 |
C | N个字节 |
void * align64malloc(int size) {
void *ptr = malloc(sizeof(int)*size + + sizeof(void *));
if (!ptr) {
return NULL;
}
ptr = (char *)(ptr)+sizeof(void *); //在最前面预留出来了存放首地址的存储空间
//接下来一步需要将首地址空间放入到64整数倍前面的空间中去
*((int *)(((int)ptr+-(int)ptr%)-sizeof(void *)))=(int)ptr - sizeof(void *);//等式右边为首地址,void*是不可以进行加减运算
return (void *)((int)ptr + - (int)ptr % );
} void algin64free(void * ptr) {
if (ptr) {
free((void *)(*((void **)ptr - )));//void *不能进行加减,转换成指针的指针之后可以进行加减
}
}
2.3简述malloc/free和new/delete的区别
(1)malloc/free是C语言提供的库函数,通过函数调用访问,需要传递参数并接收返回值;而new/delete是C++提供的操作符,有自己的一套语法规则和运算方式。
(2)malloc/free只能用于基本的数据类型,而new/delete不但能用于基本数据类型,还可以用于面向对象中的自定义类型。
(3)malloc函数返回的是void*类型,程序需要显示的转换成所需要的指针类型,new操作符后面直接指明了类型,不涉及类型转换问题。
(4)malloc只负责申请空间,并返回首地址;new运算符除了申请空间,还会调用构造函数初始化指针指向的内容;free韩式只负责 释放空间,并标识这段空间为可用空间;delete运算符除了释放空间,还会调用对象的析构函数。
(5)事实上,后者覆盖了前者的全部功能,之所以在C++中还保留malloc/free函数,主要是为了解决兼容性问题,防止C++中调用包含malloc/free的C函数时出现错误。
2.4简述delete和delete[]的区别
答案(1)当new[]中数组的元素是基本类型时,通过delete和delete[]都可以释放数组空间;
(2)当new[]中的数组元素是自定义的类型时,只能通过delete[]释放数组空间(因为用delete只调用第一个元素的析构函数)。
强烈建议申请和释放空间是采用完全配对的方式:new和delete成对使用,new[]和delete[]成对使用。
以下两个例子说明:
//基本类型时二者都可以
//A
int *i = new int[];
delete i;
//B
int *i = new int[];
delete[] i;
//自定义类型new[]/delete[]必须成对
class Test {
private:
char *text;
public:
Test(int lenght = ) {
text = new char[lenght];
}
~Test() {
delete text;
cout << "A destructor" << endl;
}
}; Test *a = new Test[];
delete[] a;//使用delete会出错
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