C++内存管理的知识点有哪些

寻技术 C/C++编程 2023年10月13日 99

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1. 简述下C++的内存分配方式。

  • 在C++中,内存可以分为 5 个区,分别为栈,堆,自由存储区,全局/静态变量,常量存储区

  • (1):在执行函数时,函数内局部变量的存储单元在栈上创建,函数执行完时这些存储单元被自动释放。

  • (2):通过 malloc 分配的内存块,通常和 free 搭配,需要手动释放。

  • (3)自由存储区:通过 new 分配的内存块,通常和 delete 搭配,也需要手动释放。

  • (4)全局/静态存储区:用于存储全局变量和静态变量。

  • (5)常量存储区:用于存放常量,不允许修改。

2. 简述下栈和堆的区别。

  • (1)空间分配不同:栈存放函数内的局部变量,由操作系统自动释放;堆通过 malloc 分配,需要手动释放。

  • (2)缓存方式不同:栈使用的是一级缓存,被调用时处于存储空间;堆使用的是二级缓存,速度要慢些。

  • (3)数据结构不同:栈类似栈结构,先进后出;堆类似数组结构,先进先出。

3. malloc 和局部变量分配在堆还是栈?

  • malloc 分配在堆中,他会分配一块指定大小的内存空间,并返回一个指针,使用完毕后需要手动回收。

  • 局部变量分配在在栈中,超过作用域后系统自动回收。

4. 程序有哪些部分?分别的作用是什么?

  • (1)数据段:存放程序中已初始化的全局变量和静态变量。

  • (2)代码段:存放程序执行代码的一块区域,头部包含一些常数变量。

  • (3)BSS段:存放程序中未初始化的全局变量和静态变量的一块区域。

  • (4)可执行程序在运行时会多出两个区域:

  • :动态申请内存用。从低向高增长。

  • :存储局部变量,函数参数值。从高向低增长。

  • (5)在堆和栈之间有个文件映射区。

5. 程序的执行过程是怎么样的?

  • (1)操作系统创建相应的进程并分配进程空间,加载器把可执行文件中的代码段,数据段映射到进程中的虚拟空间。

  • (2)加载器读入可执行程序中的导入符号表,根据符号表可以查询需依赖的动态依赖库。

  • (3)加载器将程序中的动态依赖库进行导入。

  • (4)初始化应用程序中的全局变量,对于全局变量自动调用构造函数。

  • (5)进入程序入口函数开始执行。

6. 初始化为 0 的全局变量在 bss 还是 data 区?

  • 数据区:存放初始化不为 0 的全局变量和静态变量。

  • BSS区:存放初始化为 0 或未初始化的全局变量和静态变量。

7. 什么是内存泄漏?如何解决?

内存泄漏:

  • 申请了一块儿内存空间,但是使用完毕后没有释放。

  • (1)new 和 malloc 申请后,没有使用 delete 和 free 释放。

  • (2)子类继承父类时,父类析构函数不是虚函数。

  • (3)windows 句柄资源使用后没有释放。

对策:

  • (1)养成良好的编程习惯,分配的内配使用后,记的释放。

  • (2)将分配内存的指针以链表的形式存储,使用完毕后从链表中删除进行管理。

  • (3)使用智能指针。

8. 常见的内存错误有哪些?

常见内存错误:

  • (1)内存分配未成功却使用。

  • (2)内存分配成功,但是未初始化就引用。

  • (3)内存分配成功并初始化,但是操作超出了内存的边界。

  • (4)忘记了释放内存,造成内存泄漏。

  • (5)释放了内存却继续使用。

对策:

  • (1)用 malloc 或 new 申请内存后,应该检查返回的指针是否为 NULL。

  • (2)为指针初始化为 NULL,为数组和动态内存赋初值。

  • (3)避免数组越界。

  • (4)动态内存的申请和释放必须配对。

  • (5)用 free 和 delete 释放内存之后,指针应该置空防止野指针。

  • (6)使用智能指针。

9. 什么是内存对齐?

  • 为了能够使 CPU 进行快速的访问,变量的起始地址应该具有某些特征,即对齐。比如 4 字节的 int,起始地址应该在 4 字节的边界上。

  • 假如变量的地址不是自然对齐,那么 CPU 要访问该值的话需要访问两次或三次内存,而对齐的话只需要一次,访问的速度更快。

  • 内存对齐一般应用在 struct,class,union 数据类型中。

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