前面我们通过两篇随笔的介绍
我们可以对new操作符号的底层原理做了一个很详细的阐述，现在我们用最后一个完整案例来描绘一个由new操作符分配的内存分布图的轮廓
案例导入
int main(void){
std::string nam="peter";
std::string id="4-34";
std::string career="it-dog";
std::cout<<"string对象nam的地址"<<&nam<<std::endl;
std::cout<<"string对象nam内部的c_str的地址:"<<std::endl;
printf("%p\n",nam.c_str());
std::cout<<"string对象career的地址"<<&career<<std::endl;
std::cout<<"string对象career内部的c_str的地址:"<<std::endl;
printf("%p\n",career.c_str());
printf("%p\n",&career.at(0));
std::cout<<"string对象id的地址"<<&id<<std::endl;
std::cout<<"string对象id内部的c_str的地址:"<<std::endl;
printf("%p\n",&id.at(0));
std::cout<<"字符串字面量1的地址:"<<&"peter"<<std::endl;
std::cout<<"字符串字面量2的地址:"<<&"4-34"<<std::endl;
std::cout<<"字符串字面量3的地址:"<<&"it-dog"<<std::endl;
Person* p=new Person(nam,23,165,id,career,true);
p->show();
p->show_career();
std::cout<<std::endl<<"Person对象的局部变量:"<<&p<<std::endl;
std::cout<<std::endl<<"Person对象的堆内存地址:"<<p<<std::endl;
p->show_members();
delete p;
}
输出
下图是一个在x86_64的环境下随机运行主要输出信息绘制的一个图,我们来看看在一次运行中栈和堆各自的内存分配情况。
对于栈中的内存的情况
- string类型的局部变量nam,id和career分别从字符串字面池获得了各自字符串的拷贝。因此每个string对象内部的c_str()的成员方法管理着各自的字符串副本，
- 和Person类型的对象指针,它指向并且由new操作符分配的指向堆内存0x557376b2e280的内存地址。
由于栈的内存分配是由编译器自动管理的,因此当整个栈帧完全弹出后,这些局部变量都会自动被销毁，由于我们在栈中存在指向已分配的堆内存的对象指针变量,因此我们需要在调用栈被销毁之前需要在调用函数上下文的最后return语句之前,执行delete操作符释放堆内存，以避免内存泄漏。
对一个调用函数(过程)的上下文在使用堆内存的理想设计方式，并且调用过程自己new的只是自己用,因此当它退出之前，必须由它自己delete,如下伪代码所示
void my_func(){
UserType obj=new UserType(....);
......
/**各种业务代码**/
......
delete obj;
}
复杂的堆内存管理
还有另外一种情况就是需要生成多个Person对象的时,通常会使用一个工厂函数来专门从堆中分配内存,并且完成Person对象的初始化,如下图
Person* perFactory(...){
return new Person(....);
}
因此存在就多次new操作,在最终内存资源回收时就需要匹配对应次数的delete操作,但复杂的应用中往往不是想当然的那么轻松，在同一批new操作生成的Person数据,可能有些用完就马上需要delete释放内存的，而有些可能需要在堆中存在更长的一段时间,因此这部份Person对象的生命周期比使用它们的调用函数更长,这样我们就需要一个高性能数据结构来跟踪堆中的Person对象的状态。没错,堆内存管理真正考察C++程序猿在复杂应用中在什么时候new,并在对应数据结构中什么时候执行delete。
当然这样的数据结构，C++标准库的内置容器有很多的选择，但需要明确的一点,我比较青睐的是链表。
有人可能会问为什么不实用vector，首先使用vector本身的话可能需要更多的空间的成本,因为它持有的内存块数量是堆中某片连续的区域，对于不确定次数的new操作和delete操作的应用来说是得不偿失的。
对于堆的内存的情况
- 读者需要有一个清晰的认知,堆是由程序猿管理的
class Person{
double d_height;
size_t d_age;
std::string d_idNo;
std::string d_name;
std::string *d_career=nullptr;
bool d_secur=false;
public:
Person(
const std::string& name,
size_t age,
double height,
const std::string& id,
const std::string& career,
bool secur=false)
:
d_name(name),
d_age(age),
d_height(height),
d_secur(secur),
d_idNo(id)
{
d_career=new std::string(career);
}
后续更新……
