引言

在C语言的学习中，我们已经初步了解了C语言的内存分布，这篇文章将介绍C++相关的内存管理内容

1.C/C++的内存分布

• 1.1 题目

在正式开始讲解内存管理前，我们先做一个小测试，检测一下之前的知识还剩了多少()

答案（点击箭头查看）

CCCAA AAADAB

因为大部分的都比较简单，这里就挑几个较难的讲解：

1.pchar3 *pchar3

因为pchar3是一个指针，所以处在栈上，但*pchar3是首元素，首元素‘a’处于常量区，因此*pchar3在常量区

2.ptr1 *ptr1

同样的，ptr1也是一个指针，处于栈上，但ptr1的空间是动态开辟的，因此*ptr1指向的是堆

为了防止还不够清楚，这里再给一张图解释

• 1.2 各个区域的分布情况

栈：局部变量

堆：新开的，动态申请的数据（malloc，realloc等）

数据段（静态区）：全局变量，静态变量

代码段（常量区）：可执行的代码，常量

这里给一张图可以更好的理解：

2.C语言中内存的管理方式

• 2.1 类型

在C语言中，我们常采用malloc，colloc，realloc来进行内存管理

• 2.2 区别

1.malloc

功能为分配指定字节数的未初始化内存块，失败返回NULL，分配的内容为随机值

用法：int *arr = (int *)malloc(10 * sizeof(int)); // 分配10个int大小的空间

2.calloc

分配指定数量、指定大小的内存块，失败返回NULL，并将内容初始化为0

用法：int *arr = (int *)calloc(10, sizeof(int)); // 分配10个int，全部初始化为0

3.realloc

重新调整已分配内存块的大小，失败返回NULL，前提是在realloc前对象已被初始化，否则将失败

用法：int *new_arr = (int *)realloc(arr, 20 * sizeof(int)); // 扩大到20个int，arr是已存在的对象

3.C++管理内存方式

• 3.1 new和delete的用法

1.基本用法

int* p1 = new int;
int* p2 = new int[10];

delete p1;
delete[] p2;

要注意的是如果开辟了>=1个空间，delete时要加上[]

2.原始类型初始化用法

int* p1 = new int(0);
int* p2 = new int[5]{1, 2, 3, 4, 5};

delete p1;
delete[] p2;

对于原始类型的初始化，只有一个空间的在类型后接()即可，对于多个空间的，在类型后接{}，在括号内填上初始化的数据，没有初始化的位置默认初始化为0

3.自定义类型初始化用法

class A
{
    public:
    A(int a, int b): _a(a), _b(b)
    {}
    private:
    int _a;
    int _b;
}

A* p1 = new A({1, 2});
A* p2 = new A[5]{{1, 2}, {2, 3}, {3, 4}, {4, 5}, {5, 6}};

对于自定义类型也可以进行初始化，但是要求自定义类型要有相对应的构造函数，如果初始化多个数据，要在{}内再加{}进行初始化，其实也就是用到了匿名对象和隐式类型转化的原理（详细见这篇文章：类和对象（下） – 小园得志）具体用法如上所示

• 3.2 抛异常（new失败）

1.核心概念

抛异常处理是 C++ 用于处理运行时错误的机制，让程序在出错时能够优雅地恢复或退出，而不是直接崩溃

2.执行流程

程序正常执行 → 遇到 throw → 跳转到匹配的 catch → 处理异常 → 继续执行 catch 之后的代码

3.解释+例子

接下来我将结合这个例子，为大家解释抛异常

void deep_function() {
    std::cout << "我要申请超大内存..." << std::endl;

    // 申请 1TB 内存，必然失败
    int* p = new int[1000000000000];

    // ❗ 如果 new 失败，这里不会执行！直接跳到 catch
    std::cout << "申请成功，不会打印这行" << std::endl;
    *p = 10;
}

void middle_function() {
    std::cout << "中间层：准备调用 deep_function" << std::endl;
    deep_function();  // 异常从这里抛出来，middle_function 也不处理
    std::cout << "中间层：调用完成，不会打印这行" << std::endl;
}

int main() {
    try {
        std::cout << "main：开始" << std::endl;
        middle_function();  // 异常一路抛到 main
        std::cout << "main：调用完成，不会打印这行" << std::endl;
    }
    catch (std::bad_alloc& e) {  // ✅ 在这里捕获！
        std::cout << "main：捕获到异常！原因：" << e.what() << std::endl;
    }

    std::cout << "main：程序继续运行，没有崩溃" << std::endl;
    return 0;
}

try内是需要检测的程序，如果try内的代码能够正常运行，那么就会直接跳过catch内的代码继续执行下面的代码，如果try内代码不能够正常运行，则会直接执行catch内的代码，然后执行catch后的代码，对于上述代码来说，内存分配过大一定会失败，当执行到内存分配的那一行代码时，就会直接跳转到catch（try内的剩余代码也将不执行），执行catch内的代码，然后继续执行剩余代码

此代码运行结果如下：

• 3.3 new和delete的底层原理

1.原始类型

如果new和delete的对象是原始类型，那么new的底层就是malloc，delete的底层就是free

2.自定义类型

对于自定义类型来说，new的底层就是利用malloc开空间，然后调用自定义对应的构造函数初始化，delete的底层则是先调用析构函数，再用free清理空间

总结

本来以为内存管理的内容写不了多少的，但是在写的过程中发现有很多没有掌握完全的知识点，就越写越多了，也算是自我提升了吧