C++相关概念和易错语法(9)(变量的存储、new和delete混用分析)

2024-04-29 09:52

本文主要是介绍C++相关概念和易错语法(9)(变量的存储、new和delete混用分析),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

1.变量的存储

当我们运行代码时,相关的变量、函数都暂存在内存的不同区域,接下来我就分析一下易错的几种情况:

(1)局部变量:

a.仅static修饰

单独有static修饰(无const)的变量,存放在静态区。但是我们要清楚这指的是static修饰的变量,而不是static修饰的函数!static修饰的函数只会改变它的链接属性,而不会改变它的存储位置。static函数和普通函数一样都存到栈区。

b.const修饰

首先我们先来分析字符串常量是存储在哪的,以及当我们使用指针来访问时指针又存在哪。

如果我们使用数组的形式来存储呢?

我们会发现,现在p、q数组又是在栈上了,这是为什么呢?

这是数组,那么对于其他变量,当有const修饰的时候如何存储呢?

c.static和const同时修饰

这个可以说是一种比较特殊的情况,变量具有static和const两种属性,那么这种变量既可以存在常量区,也可以存在静态区,这一点取决于编译器,我们可以去验证我们编译器的选择。

当然也可以存到静态区,两种处理都合理。

d.无修饰

不考虑堆区的情况下,无修饰变量都是存储在栈区的。

其中着重理解常量字符串的存储。首先如果用指针来管理常量字符串肯定是行不通的,因为这涉及到了权限的放大,我们只有用数组来管理。如char arr[10] = "Hello",但这样存储逻辑又是怎样的呢?

注意数组是开辟了空间的,会发生复制操作,就算是常量字符串储存在代码段,也要拷贝过来。拷贝就不会涉及权限放大的问题了。

(2)全局变量:

a.无修饰和仅static修饰

都是存放在静态区

b.const修饰

c.const和static同时修饰

分析和上面相似,这种情况要取决于编译器的选择,都合理,没必要纠结。

(3)堆区

只要涉及主动内存开辟,new或malloc等,则都是在堆区存数据的(不管全局或局部,有没有const、static修饰),这个最好判断

2.new和delete的配套问题

当我们使用C++的操作符new、new[]、delete、delete[]时我们一定要配套使用,最好不要和malloc、free混用,下面分析原因:

(1)当使用内置类型及内置类型的数组时,混用不会有任何影响。

(2)当使用类的时候就要注意规避混用了,因为在数据存储上有了不同之处。

当我们创建类的数组时,使用new[],因为使用它可以在开辟空间的时候调用构造函数,而其它开辟空间的方式就没有这个功能。

在这里我们要注意new[]本质是去调用operator new[],operator new[]去调用operator new,operator new去调用malloc,从上面看出不能用operator new[]去替换new[](更不用说operator new和malloc),两者有着功能上显著的区别。

delete[]本质是去调用operator delete[],operator delete[]去调用operator delete,operator delete去调用free,那么delete[]是否能被替换呢?

很显然,delete[]也有着独特的功能,没有办法被替换,这个功能就是自动调用析构函数,这和new[]相呼应。但是和上面的new[]不同,这里直接报错了,一定还有什么特性导致了这一结果。

我们先来看new[]后的数组的大小

我们发现开辟空间的大小是44,具体内存情况如下

我们发现如果这个时候直接去调用operator delete[]、operator delete、delete、free就会导致释放的内存起始位置发生了位移,这就会导致报错,而delete[]就会先从前4个字节开始,先读取个数,然后释放空间时按照元素个数去调用它们的析构函数,这点非常关键,这也是为什么会多出来这4个字节的原因。

如果类没有显式实现析构函数,那么就意味着不会多开辟那4个字节,也就不会报错,这个时候混用不会导致程序崩溃。

但是这样使用会导致无法正常调用析构函数,在有主动开辟内存时会导致内存泄漏,不要使用。

(3)总结:

a.new、delete会主动调用自定义类型的构造和析构函数,也可以初始化,这是malloc无法替代的

new、delete本质是调用构造(析构)+operator new(delete)全局函数,operator new(delete)本质是去调用malloc(free),对于operator new(delete)函数传的参数和malloc(free)一样

b、new[]、delete[]会主动调用自定义类型每个元素的构造和析构函数,也可以初始化,这是malloc无法替代的

new[]、delete[]本质是调用每个元素的构造(析构)+operator new[](delete[])全局函数,operator new[](delete[])会算好要开辟(回收)空间的大小,再去调用operator new(delete),operator new(delete)本质是去调用malloc(free),对于operator new(delete)函数传的参数和malloc(free)一样

c、有且仅有在使用new[]并且对象是自定义类型时才会多开辟4个字节存储个数,只有delete[]才会尝试读取前4个字节找到个数。delete[]不会一定去读前4个字节,它会自动识别的。

这篇关于C++相关概念和易错语法(9)(变量的存储、new和delete混用分析)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/945767

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