C++内存管理pdf版
C语言内存管理讲解
C语言内存管理讲解谨记人生有两条路,一天需要用心走,叫做梦想;一条需要用脚走,叫做现实。
心走的太快,会迷路的;脚走的太快,会摔倒的;心走的太慢,现实会苍白;脚走的太慢,梦不会高飞。
人生的精彩,是心走得好,脚步刚好能跟上。
掌控好你的心,让它走正;加快你的步伐,让所有梦想生出美丽的翅膀。
前言今天为大家带来的是C语言里面的内存管理的知识点,这篇文章过后,我们C语言的大体基本知识就已经介绍完了,那么下一篇文章开始,我讲讲解OC语法,也就是苹果公司推出的Objective-C语言,这是苹果应用开发的语言,也欢迎大家阅读,本篇文章是对C语言内存管理的一个讲解,内存的使用是程序设计中需要考虑的重要因素之一,这不仅由于系统内存是有限的(尤其在嵌入式系统中),而且内存分配也会直接影响到程序的效率。
因此,读者要对C语言中的内存管理,有个系统的了解。
内存管理在C语言中,定义了4个内存区间:代码区;全局变量与静态变量区;局部变量区即栈区;动态存储区,即堆区。
下面分别对这4个区进行介绍。
① 代码区。
代码区中主要存放程序中的代码,属性是只读的。
② 全局变量与静态变量区。
也称为静态存储区域。
内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。
例如:全局变量、静态变量和字符串常量。
分配在这个区域中的变量,当程序结束时,才释放内存。
因此,经常利用这样的变量,在函数间传递信息。
③ 栈区。
在栈上创建。
在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。
栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。
在linux系统中,通过命令“ulimit –s”,可以看到,栈的容量为8192kbytes,即8M。
这种内存方式,变量内存的分配和释放都自动进行,程序员不需要考虑内存管理的问题,很方便使用。
但缺点是,栈的容量有限制,且当相应的范围结束时,局部变量就不能在使用。
C语言内存管理
//释放 new 分配的内存空间 delete [] pNew1; delete [] pNew2; delete [] pNew3; pNew1=NULL;
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C 语言内存管理
上一节中我们简单分析了 C 语言内存管理方式,其中对于堆的管理,我们仅进行了简单描 述。在本节中我们要详细描述 C 语言内存管理。在介绍之前,我们需要先熟悉 C 语言堆内 存管理涉及的函数。 alloca
我们发现函数参数地址和变量地址分布如上,其中多了四个字节,正好就是 RET 指令。首 先,三个参数以从又到左的次序压入堆栈,先压“iFuncParam3” ,再压“iFuncParam2” ,最 后压入“iFuncParam1” ;然后压入函数的返回地址(RET),接着跳转到函数地址接着执行。 第三步,将栈顶(ESP)减去一个数,为本地变量分配内存空间,接着就初始化本地变量的内 存空间。感兴趣的读者可以使用工具反汇编上面的代码,然后就可以看到 C 语言是如何编 译的了。 从上面我们可以看出,对于栈分配内存而言,是由编译器自动管理,无需我们手工控制。 然 而,对于堆而言,内存分配与释放由程序员控制了,方法非常灵活,但也最容易出现问题。
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堆,就是那些由 new 或使用 malloc 分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应 用程序去控制,一般一个 new/malloc 就要对应一个 delete/free。如果程序员没有释放掉,那 么在程序结束后,操作系统会自动回收。动态内存的生存期由我们决定,使用非常灵活, 但 问题最多,也是我们本章讨论的重点。 全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的 C 语言中,全局 变量又分为初始化的和未初始化的, 在 C++里面没有这个区分了, 他们共同占用同一块内存 区。静态存储区在程序编译的时候就已经பைடு நூலகம்配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。 常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改(通过特殊 手段当然是可以修改的,例如 Windows 下可直接修改 PE 文件) 。 通过分析上面的程序,我们大抵可以绘出程序内存分配情况 低端内存区域 ……
C语言中的内存管理策略
C语言中的内存管理策略在C语言中,内存管理是非常重要的一部分,正确的内存管理可以有效避免内存泄漏和内存溢出等问题,提高程序的稳定性和性能。
C语言提供了一些内存管理策略,通过合理地应用这些策略可以更好地控制内存的使用。
首先,C语言中的内存分配函数主要有malloc、calloc、realloc和free。
其中,malloc函数用于动态分配指定大小的内存空间,calloc函数则在分配内存的同时对内存进行初始化,realloc函数用于重新调整已分配内存的大小,而free函数用于释放已经分配的内存空间。
在使用内存分配函数时,需要注意几个问题。
首先是内存泄漏的问题,即分配的内存空间在不再需要时没有被释放。
为避免内存泄漏,应当在动态分配内存后及时释放,保持良好的内存管理习惯。
其次是内存溢出问题,即程序试图访问超过分配内存空间范围的内存位置,可能导致程序崩溃。
因此,在使用malloc等函数时,应当确保分配的内存足够满足程序需求,避免溢出。
另外,在C语言中,野指针也是一个常见的问题。
野指针是指指向未知内存地址或已经释放的内存地址的指针,如果程序访问野指针所指向的内存,可能会产生未知的错误。
为避免野指针的问题,建议在使用指针前先进行合法性检查,确保指针指向的内存地址有效。
除了以上提到的问题外,内存碎片也是内存管理中需要考虑的一部分。
内存碎片是指已分配但未使用的内存空间,它们可能会降低内存的利用率。
为了减少内存碎片,可以采用内存池等技术,提高内存分配的效率。
总的来说,C语言中的内存管理策略需要程序员有良好的内存管理意识,避免出现内存泄漏、内存溢出、野指针等问题,保证程序的稳定性和性能。
合理地使用内存分配函数、注意内存释放、避免野指针等措施都是保证良好内存管理的重要方法。
希望程序员们在编写C语言程序时能够重视内存管理问题,提高程序的质量和可靠性。
C语言内存管理
C语⾔内存管理在 C 语⾔中,当⼀个程序被加载到内存中运⾏,系统会为该程序分配⼀块独⽴的内存空间,并且这块内存空间⼜可以再被细分为很多区域,⽐如:栈区、堆区、静态区、全局区......等。
这⾥只介绍常⽤的内存区域:栈区、堆区。
(⼀) 栈区与堆区栈区:保存局部变量。
存储在栈区的变量,在函数执⾏结束后,会被系统⾃动释放。
堆区:由 malloc、calloc、realloc……等函数分配内存。
其⽣命周期由 free 函数控制,在没有被释放之前⼀直存在,直到程序运⾏结束。
1. 栈内存定义在函数内部的局部变量,都保存在栈区。
栈区的特点是:函数执⾏结束后,由系统“⾃动回收”局部变量所对应的内存空间。
所谓的“⾃动回收”其实是操作系统将这块栈内存⼜分配给其他函数中的局部变量使⽤。
打个⽐⽅:将栈区⽐作餐厅,局部变量⽐作客⼈,局部变量对应的栈内存⽐作餐具。
客⼈吃饭时使⽤的餐具,在客⼈离开后由餐厅负责回收、清洗,然后再给其他客⼈使⽤。
同理,局部变量与栈内存的关系也是如此,当定义局部变量时,系统会在栈区为其分配⼀块内存空间,当函数执⾏结束后系统负责回收这块内存,⼜分配给其他局部变量使⽤。
#include<stdio.h>void showA() //定义函数 showA{int a;printf("&a=%p\n",&a); //输出变量 a 的地址}void showB() //定义函数 showB{int b;printf("&b=%p\n",&b); //输出变量 b 的地址}int main(void){showA(); //调⽤ showA 函数showB(); //调⽤ showB 函数getchar();return 0;}运⾏结果如图所⽰:可以验证局部变量对应的内存在函数执⾏结束后,会被系统回收分配给其他函数中的局部变量使⽤。
C语言的内存管理
C语言的内存管理1. 引言C语言是一种非常强大的编程语言,广泛应用于系统级编程和嵌入式开发等领域。
在C语言中,内存管理是程序员必须掌握的重要技能之一。
正确地管理内存可以提高程序的性能和稳定性,避免内存泄漏和内存溢出等问题。
2. 堆和栈在C语言中,内存分为两个主要的部分:堆和栈。
栈是一种自动分配和释放内存的数据结构,用于存储局部变量和函数调用等信息。
堆是一种手动管理内存的数据结构,用于存储动态分配的数据。
2.1 栈栈是一种后进先出的数据结构,类似于一个弹簧床。
在C语言中,栈用于存储局部变量和函数调用的上下文信息。
当函数被调用时,其局部变量和返回地址等信息会被压入栈中;当函数返回时,这些信息会被弹出栈。
栈的内存分配和释放是自动进行的,程序员无需手动管理。
2.2 堆堆是一种动态分配内存的数据结构,类似于一个自由存储区。
在C语言中,通过调用malloc()和free()等函数来手动管理堆内存。
malloc()函数用于分配一块指定大小的内存空间,而free()函数用于释放已经分配的内存空间。
3. 动态内存分配在C语言中,动态内存分配是一种手动管理内存的方式,通过在堆中分配和释放内存空间来实现。
动态内存分配可以解决静态内存分配无法灵活应对变化的需求的问题。
3.1 malloc()函数在C语言中,使用malloc()函数来分配一块指定大小的内存空间。
malloc()函数的原型如下:void* malloc(size_t size);malloc()函数接受一个size_t类型的参数,表示要分配的内存空间的大小。
它返回一个void*类型的指针,指向分配的内存空间的起始地址。
如果分配失败,则返回NULL。
3.2 free()函数在C语言中,使用free()函数来释放已经分配的内存空间。
free()函数的原型如下:void free(void* ptr);free()函数接受一个void*类型的指针作为参数,指向要释放的内存空间的起始地址。
C++内存管理pdf版
C++内存管理[导语]内存管理是C++最令人切齿痛恨的问题,也是C++最有争议的问题,C++高手从中获得了更好的性能,更大的自由,C++菜鸟的收获则是一遍一遍的检查代码和对C++的痛恨,但内存管理在C++中无处不在,内存泄漏几乎在每个C++程序中都会发生,因此要想成为C++高手,内存管理一关是必须要过的,除非放弃C++,转到Java或者.NET,他们的内存管理基本是自动的,当然你也放弃了自由和对内存的支配权,还放弃了C++超绝的性能。
本期专题将从内存管理、内存泄漏、内存回收这三个方面来探讨C++内存管理问题。
1内存管理伟大的Bill Gates曾经失言:640K ought to be enough for everybody—Bill Gates1981程序员们经常编写内存管理程序,往往提心吊胆。
如果不想触雷,唯一的解决办法就是发现所有潜伏的地雷并且排除它们,躲是躲不了的。
本文的内容比一般教科书的要深入得多,读者需细心阅读,做到真正地通晓内存管理。
1.1C++内存管理详解1.1.1内存分配方式1.1.1.1分配方式简介在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
栈,在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。
栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。
堆,就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。
如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。
自由存储区,就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。
全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。
c语言高级技巧 pdf
如果您需要学习C语言的高级技巧,这里推荐一份关于C语言高级技巧的PDF文档:
1. 指针和内存管理:深入理解指针的概念,掌握内存管理的技巧,包括内存分配、释放和动态内存管理等。
2. 函数指针和回调函数:了解函数指针的概念,掌握如何使用函数指针作为参数传递给其他函数,以及如何实现回调函数。
3. 文件I/O操作:掌握C语言中的文件操作技巧,包括文件的打开、读取、写入和关闭等操作。
4. 动态链接库和共享库:了解动态链接库和共享库的概念,掌握如何创建和使用动态链接库和共享库。
5. 进程间通信:了解进程间通信的概念,掌握如何使用管道、消息队列、信号量等机制实现进程间通信。
6. 多线程编程:了解多线程编程的概念,掌握如何使用线程库实现多线程程序,包括线程的创建、同步、互斥等操作。
7. 网络编程:了解网络编程的概念,掌握如何使用套接字编程接口实现网络通信,包括TCP和UDP协议等。
8. 数据结构和算法:深入学习常见的数据结构和算法,包括链表、树、图、排序、搜索等,掌握它们的实现和应用。
9. 编译器和调试技巧:了解编译器和调试器的使用技巧,掌握如何编译和调试C语言程序。
10. 安全编程:了解常见的安全漏洞和攻击手段,掌握如何编写
安全的C语言程序,包括缓冲区溢出、注入攻击等防御措施。
这份PDF文档包含了C语言的高级技巧和常用知识,可以帮助您深入理解C语言的底层原理和应用,提高您的编程技能和解决问题的能力。
c内存管理
内存管理内幕动态分配的选择、折衷和实现本文将对Linux™ 程序员可以使用的内存管理技术进行概述,虽然关注的重点是C 语言,但同样也适用于其他语言。
文中将为您提供如何管理内存的细节,然后将进一步展示如何手工管理内存,如何使用引用计数或者内存池来半手工地管理内存,以及如何使用垃圾收集自动管理内存。
为什么必须管理内存内存管理是计算机编程最为基本的领域之一。
在很多脚本语言中,您不必担心内存是如何管理的,这并不能使得内存管理的重要性有一点点降低。
对实际编程来说,理解您的内存管理器的能力与局限性至关重要。
在大部分系统语言中,比如C 和C++,您必须进行内存管理。
本文将介绍手工的、半手工的以及自动的内存管理实践的基本概念。
追溯到在Apple II 上进行汇编语言编程的时代,那时内存管理还不是个大问题。
您实际上在运行整个系统。
系统有多少内存,您就有多少内存。
您甚至不必费心思去弄明白它有多少内存,因为每一台机器的内存数量都相同。
所以,如果内存需要非常固定,那么您只需要选择一个内存范围并使用它即可。
不过,即使是在这样一个简单的计算机中,您也会有问题,尤其是当您不知道程序的每个部分将需要多少内存时。
如果您的空间有限,而内存需求是变化的,那么您需要一些方法来满足这些需求:∙确定您是否有足够的内存来处理数据。
∙从可用的内存中获取一部分内存。
∙向可用内存池(pool)中返回部分内存,以使其可以由程序的其他部分或者其他程序使用。
实现这些需求的程序库称为分配程序(allocators),因为它们负责分配和回收内存。
程序的动态性越强,内存管理就越重要,您的内存分配程序的选择也就更重要。
让我们来了解可用于内存管理的不同方法,它们的好处与不足,以及它们最适用的情形。
C 风格的内存分配程序C 编程语言提供了两个函数来满足我们的三个需求:∙malloc:该函数分配给定的字节数,并返回一个指向它们的指针。
如果没有足够的可用内存,那么它返回一个空指针。
《关于C语言中的内存管理函数的使用》
《关于C语言中的内存管理函数的使用》
关于C语言中的内存管理函数的使用,即内存分配,释放及
其他操作。
C语言中的内存管理函数是操作系统提供的服务,
它们可以帮助开发者在编码时处理内存的分配和释放,以及编码过程中可能会出现的各种问题。
首先,malloc函数是一个应用程序操作系统提供的函数,它的作用是从操作系统的内存池中申请一块内存,并将其地址返回给调用程序,用于存储数据。
它也是一个用来开辟动态空间的基本函数,可以很方便地建立数组,字符串,结构体等。
第二,free函数是C语言中用于释放所申请的内存空间的函数,即将使用完毕的内存释放,以便其他程序使用。
这就是C语
言中的内存管理函数的重要作用,有效地控制内存的使用,防止出现内存浪费或泄漏等问题。
另外,calloc函数是C语言中用于申请多个连续内存空间的函数,它不仅可以在内存中申请多个空间,而且还可以为每个内存单元设置相应的初始值,可以充分避免程序中出现不必要的错误。
最后,realloc 函数是C语言中用于重新分配内存空间的函数,当申请的内存空间不够,或者想要利用已有的内存空间的时候,就可以使用realloc函数来调整所需的内存空间大小,而无需
释放现有的内存空间。
总之,C语言中的内存管理函数非常重要,它可以有效的控制
内存的使用,防止出现不必要的内存浪费或泄漏,而且还可以保证编码过程中代码的健壮性及程序的正常运行。
C语言内存管理及经典算法
pNew2=NULL; pNew3=NULL;
//释放 malloc 分配的内存空间 free(pMalloc1); free(pMalloc2); free(pMalloc3); pMalloc1=NULL; loc2=NULL; pMalloc3=NULL;
return 0; }
本程序在 Windows XP 下,VC6 编译后的执行结果是:
//全局常量定义 const int iGlobalConstInt1=1; const int iGlobalConstInt2=5; const int iGlobalConstInt3=6;
//全局静态变量定义 static int iGlobalStaticInt1=0; static int iGlobalStaticInt2=0; static int iGlobalStaticInt3=0;
printf("全局变量的内存地址\n"); printf("iGlobalInt1=0x%08x\n",&iGlobalInt1); printf("iGlobalInt2=0x%08x\n",&iGlobalInt2); printf("iGlobalInt3=0x%08x\n\n",&iGlobalInt3);
C 语言内存管理
对于一个 c/c++程序员来说,内存泄漏是一个常见的也是令人头疼的问题,为了应对这 个问题,有许多技术被研究出来来解决这个问题,例如 Smart Pointer,Garbage Collection 等。 一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。那么为什么会导致内存泄漏呢?通过学习内存 管理,相信你一定能解决好这个问题。
C语言内存管理机制
void main() {
int x=4,y=5,*p; p=max(x,y); printf("The max of %d and %d is %d\n",x,y,*p); } 尽管运行结果没错,但 C/C++并不提倡函数返回局部变量的地址,有时有不可预知的错 误。
int b; //栈 char s[] = "abc"; //栈 char *p2; //栈 char *p3= "123456"; //"123456\0"在常量区,p3 在栈上 char *p4="abc";//"bac\0"在常量区,p4 在栈上 static int c =0; //全局(静态)初始化区 p1 = (char *)malloc(10);// 堆 p2 = (char *)malloc(20); //堆 }
C 内存管理1
1.2.2Smart Pointers我们至今还没有讨论最常见类型的资源——用操作符new分配,此后用指针访问的一个对象。
我们需要为每个对象分别定义一个封装类吗?(事实上,C++标准模板库已经有了一个模板类,叫做auto_ptr,其作用就是提供这种封装。
我们一会儿在回到auto_ptr。
)让我们从一个极其简单、呆板但安全的东西开始。
看下面的Smart Pointer模板类,它十分坚固,甚至无法实现。
为什么要把SmartPointer的构造函数设计为protected呢?如果我需要遵守第一条规则,那么我就必须这样做。
资源——在这里是class T的一个对象——必须在封装器的构造函数中分配。
但是我不能只简单的调用new T,因为我不知道T的构造函数的参数。
因为,在原则上,每一个T都有一个不同的构造函数;我需要为他定义个另外一个封装器。
模板的用处会很大,为每一个新的类,我可以通过继承SmartPointer定义一个新的封装器,并且提供一个特定的构造函数。
为每一个类提供一个Smart Pointer真的值得吗?说实话——不!他很有教学的价值,但是一旦你学会如何遵循第一规则的话,你就可以放松规则并使用一些高级的技术。
这一技术是让SmartPointer的构造函数成为public,但是只是是用它来做资源转换(Resource Transfer)我的意思是用new操作符的结果直接作为SmartPointer的构造函数的参数,像这样:这个方法明显更需要自控性,不只是你,而且包括你的程序小组的每个成员。
他们都必须发誓出了作资源转换外不把构造函数用在人以其他用途。
幸运的是,这条规矩很容易得以加强。
只需要在源文件中查找所有的new即可。
1.2.3Resource Transfer到目前为止,我们所讨论的一直是生命周期在一个单独的作用域内的资源。
现在我们要解决一个困难的问题——如何在不同的作用域间安全的传递资源。
这一问题在当你处理容器的时候会变得十分明显。
C语言程序设计:第16章 内存管理 课件教案
C语言程序设计课件教案第十六章内存管理教学目的培养学生良好的编码习惯,避免内存的反复创建回收、熟练的在不同存储区创建内存。
教学要求1.熟练区分不同的对象所在的存储区2.掌握不同存储区内存的创建和回收3.重点掌握堆内存的申请与释放重点和难点1.堆区内存创建和回收2.简单链表的创建和销毁教学支撑环境与教学资源:1.笔记本电脑2.VC20103.投影仪教学方法讲授法、练习法、讨论法授课课时6课时教学过程------------------------------------AM-------------------------------------一、课程引入一切皆占内存!C/C++中的变量、常量、函数都是占据内存的,系统将内存划分为5个存储区,这些存储区是系统划定的,是真实存在的实事,不需要人为干预。
也就是说我们写好一段程序之后,系统会自动的将常量、变量或者函数自动划分到不同的存储区中。
不同的存储区内存的开辟时间和销毁时间是不同的,同时每一个存储区占据的内存是连续的!这样做的目的是为了提高程序的运行效率。
这5个存储区分别为:常量区、代码区、栈区、堆区、全局区,下面分别讲解常量、函数和变量所在的存储区。
二、五大存储区(常量区代码区栈区静态区堆区)1.常量区:C语言中常量是占据内存的,系统将常量集中存储在一块连续的内存空间中,常量区的内存具备“只读性”,不能改写。
这块存储常量的内存空间叫做常量区。
存放常量开辟时间:编译时释放时间:程序结束后由系统释放demoencryption用于将字母或者数字字符+2进行加密,其他字符保持不变。
void encryption(char p[]){for(int i = 0; p[i]!=0; i++){if(p[i] >= '0' && p[i] <='9'){p[i] = (p[i] - '0' + 2 + 10)% 10 + '0';}else if(p[i] >= 'a' && p[i] <='z'){//小写字母p[i] = (p[i] - 'a' + 2 + 26)% 26 + 'a';}else if(p[i] >= 'A' && p[i] <='Z'){//大写字母p[i] = (p[i] - 'A' + 2 + 26)% 26 + 'A';}else{ //其他字符保持不变; //空语句(什么功能都没有)}}}int main(void){//char* p = "i love c teacher.\n";//error 运行时错误,不能对常量区内存进行改写//encryption(p);char str[] = "i love c teacher.\n";//right 字符串存储在数组中,修改数组中的串encryption(str);puts(str);return 0;}2.代码区存放函数体的二进制代码开辟时间:编译时释放时间:程序结束后由系统释放2.1关于函数指针C语言的函数也是要占据内存的,系统会为这些函数的内存分配地址,我们把这个地址叫做函数指针,C语言中的函数名称称为函数指针常量.(也称为函数的入口地址)"画出下面函数代码的内存图",并指明输出函数指针。
C语言技术中的内存管理和优化技巧
C语言技术中的内存管理和优化技巧在计算机科学领域中,C语言一直被广泛应用于系统级编程和嵌入式开发。
作为一种低级语言,C语言对于内存管理和性能优化至关重要。
本文将探讨C语言技术中的内存管理和优化技巧,帮助读者更好地理解和运用这门语言。
一、内存管理1. 动态内存分配动态内存分配是C语言中常用的一种内存管理技术。
通过使用malloc()函数可以在运行时分配指定大小的内存空间。
这种方式对于需要在程序运行时动态增长和缩小内存需求的情况非常有用。
然而,动态内存分配需要注意内存泄漏和内存碎片等问题。
为了避免内存泄漏,必须在使用完毕后使用free()函数释放已分配的内存。
2. 内存对齐内存对齐是一种优化技巧,可以提高内存访问的效率。
在C语言中,结构体和数组的内存对齐是由编译器自动处理的。
然而,对于一些特殊的数据结构,如网络包头,我们可能需要手动进行内存对齐。
通过使用特定的编译指令,如#pragma pack(1),可以实现手动内存对齐。
3. 内存池内存池是一种预先分配一定数量的内存块并在需要时进行分配的技术。
在C语言中,可以通过自定义数据结构和管理函数来实现内存池。
这种方式可以减少动态内存分配的开销,提高程序的性能。
二、内存优化技巧1. 减少内存碎片内存碎片是指内存中存在大量不连续的小块空闲内存。
它会浪费大量的内存空间,并且会导致动态内存分配的效率下降。
为了减少内存碎片,可以使用内存池技术、循环链表等方法来管理内存。
2. 避免内存泄漏内存泄漏是指在程序运行过程中,已分配的内存没有被正确释放,导致内存占用不断增加。
为了避免内存泄漏,必须在使用完毕后及时释放内存。
同时,可以使用内存泄漏检测工具来帮助发现和修复潜在的内存泄漏问题。
3. 使用局部变量局部变量是在函数内部定义的变量,它们的生命周期仅限于函数的执行过程中。
相比于全局变量和静态变量,局部变量的内存开销更小。
因此,在编写C语言程序时,尽量使用局部变量,避免过多地使用全局变量和静态变量。
C语言编程中的内存管理与优化技巧
C语言编程中的内存管理与优化技巧在C语言编程中,内存管理是一个至关重要的方面。
合理和高效地管理内存可以提高程序的性能,减少内存泄漏和内存溢出的风险。
本文将介绍一些C语言编程中的内存管理和优化技巧,以帮助开发人员写出更高质量的代码。
1. 动态内存分配在C语言中,动态内存分配是一种灵活的内存管理方式。
通过使用`malloc`、`calloc`和`realloc`等函数,可以在程序运行时分配和释放内存。
这比静态内存分配更具灵活性,并允许我们根据需要动态调整内存空间的大小。
然而,在使用动态内存分配时,必须小心防止内存泄漏和内存溢出。
为了避免内存泄漏,必须确保在不再使用内存块时释放它们。
为了避免内存溢出,必须在分配内存之前检查是否有足够的可用内存。
2. 内存泄漏的检测和调试内存泄漏是指程序在运行中分配了内存,但在不再使用该内存时没有释放它。
这种情况会导致内存资源的浪费,并可能引发程序的性能问题。
为了检测和调试内存泄漏,可以使用一些工具和技术。
例如,可以借助内存检测工具(如Valgrind)来查找没有释放的内存块。
此外,可以使用内存分析工具来跟踪动态内存分配和释放的情况,以便找出内存泄漏的位置。
3. 避免内存碎片内存碎片是指内存空间中出现不连续的小块内存,这些小块虽然加在一起足够大,但不能够满足大内存请求的需求。
为了避免内存碎片,可以考虑使用内存池(Memory Pool)技术。
内存池是一种预先分配一块连续内存的方法,然后将这块内存按需分配给程序。
通过预先分配大块内存并在程序运行过程中重复使用这些内存块,可以有效减少内存碎片的风险。
4. 优化内存访问内存访问的效率对程序性能至关重要。
在C语言中,可以采取一些技巧来优化内存访问效率。
首先,可以考虑使用局部性原理。
该原理认为,程序访问内存的模式往往有较强的局部性。
因此,通过合理安排内存访问顺序,可以利用CPU缓存,提高程序的性能。
其次,可以考虑内存对齐。
一些CPU要求对特定类型的数据进行内存对齐,否则可能导致性能下降。
C语言 内存管理详解
程序员们经常编写内存管理程序,往往提心吊胆。
如果不想触雷,唯一的解决办法就是发现所有潜伏的地雷并且排除它们,躲是躲不了的。
本文的内容比一般教科书的要深入得多,读者需细心阅读,做到真正地通晓内存管理。
1、内存分配方式内存分配方式有三种:(1)从静态存储区域分配。
内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。
例如全局变量,static变量。
(2)在栈上创建。
在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。
栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。
(3)从堆上分配,亦称动态内存分配。
程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。
动态内存的生存期由我们决定,使用非常灵活,但问题也最多。
2、常见的内存错误及其对策发生内存错误是件非常麻烦的事情。
编译器不能自动发现这些错误,通常是在程序运行时才能捕捉到。
而这些错误大多没有明显的症状,时隐时现,增加了改错的难度。
有时用户怒气冲冲地把你找来,程序却没有发生任何问题,你一走,错误又发作了。
常见的内存错误及其对策如下:* 内存分配未成功,却使用了它。
编程新手常犯这种错误,因为他们没有意识到内存分配会不成功。
常用解决办法是,在使用内存之前检查指针是否为NULL。
如果指针p是函数的参数,那么在函数的入口处用assert(p!=NULL)进行检查。
如果是用malloc或new来申请内存,应该用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)进行防错处理。
* 内存分配虽然成功,但是尚未初始化就引用它。
犯这种错误主要有两个起因:一是没有初始化的观念;二是误以为内存的缺省初值全为零,导致引用初值错误(例如数组)。
内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准,尽管有些时候为零值,我们宁可信其无不可信其有。
所以无论用何种方式创建数组,都别忘了赋初值,即便是赋零值也不可省略,不要嫌麻烦。
C语言中的内存管理与安全
C语言中的内存管理与安全C语言是一种广泛应用于系统编程和嵌入式系统开发的高级计算机编程语言。
而在C语言中,内存管理与安全是非常重要的方面。
本文将探讨C语言中的内存管理与安全问题,并提供一些实用的技巧和建议。
一、内存管理概述在C语言中,内存是以连续的字节为单位进行分配和管理的。
正确地管理内存可以避免内存泄漏、访问越界和空指针等问题,确保程序的稳定性和安全性。
1. 动态内存分配C语言提供了几个用于动态内存分配的函数,如malloc、calloc和realloc。
使用这些函数可以在程序运行时动态地分配内存空间。
然而,需要注意及时释放这些动态分配的内存,以免造成内存泄漏。
2. 内存泄漏内存泄漏是指程序在申请了一块内存后,忘记释放它,从而导致内存空间的浪费。
为了避免内存泄漏,应该保证每次malloc、calloc或realloc之后,都要使用free函数释放相应的内存。
3. 访问越界访问越界是指程序尝试访问超出分配内存范围的内存地址。
这可能会导致数据的损坏、程序崩溃甚至安全漏洞。
为了避免访问越界,应该始终确保数组和指针的访问操作不超过其分配的空间范围。
4. 空指针空指针是指未初始化或未分配内存的指针。
尝试使用空指针可能导致程序崩溃或产生未定义的行为。
为了避免空指针错误,应该在使用指针之前始终进行空指针检查,并在必要时进行适当的初始化或分配内存空间。
二、内存管理的实用技巧除了上述的内存管理原则,以下是一些实用的技巧,可以帮助提高C语言程序的内存管理效果和安全性。
1. 使用常量数组大小在定义数组时,可以使用常量或宏定义表示数组的大小,而不是直接使用数字。
这样做可以提高代码的可读性和维护性,并避免在访问数组时造成越界错误。
2. 避免使用指针算术运算C语言中,指针算术运算可能会导致访问越界的问题。
尽量避免使用指针进行加法、减法和其他算术运算,特别是在处理数组时。
如果必须进行指针算术运算,务必小心确保不会越界。
3. 使用memset初始化内存使用memset函数可以快速地将分配的内存块初始化为特定的值。
《了解C语言中常见的内存管理策略》
《了解C语言中常见的内存管理策略》
C语言中常见的内存管理策略包括:静态内存分配、动态内存分配、自由指针、可变参数列表函数和文件系统分配等。
1. 静态内存分配:静态内存分配就是在程序开始时从内存分配一定大小的内存,内存分配好后不会改变,也就是程序运行期间所占用的内存空间容量不会发生变化,程序结束时才释放该段静态分配的内存空间。
使用静态分配的内存,程序开始前就知道了所需要的内存大小,不易因数据变化导致内存溢出,但是浪费内存。
2. 动态内存分配:动态内存分配是通过malloc或者calloc函数来申请内存,这种方式可以让用户更好地控制内存的使用,程序运行期间,可以根据需要随时释放内存或申请内存,减少内存的浪费,但也易于出现内存溢出等问题。
3. 自由指针:自由指针是计算机程序中在内存中动态分配的一种特殊形式的指针。
它具有普通指针的特点,但是又增添了指向的内容的灵活性,可以指向分配的内存,也可以指向程序运行期间得到的外部资源,它可以实现复杂的动态内存管理,但也需要慎重考虑,以免出现内存泄漏。
4. 可变参数列表函数:可变参数列表函数用来将任意个参数传递给函数,函数的参数数目不固定,可以传递任意个实参给函数,可变参数列表函数可以有效避免重载函数的操作,同时可以节省内存,减少代码量。
5. 文件系统分配:文件系统分配是指把任务过大被系统不能同时加载入内存的程序,分成多个小文件,然后分配到不同的磁盘,再由操作系统去加载,以此来实现内存管理。
这种方式可以有效避免程序内存溢出,但会拖慢程序速度,因为需要不断的从磁盘上读取文件。
以上就是C语言中常见的内存管理策略,它们都有自己的特点,需要综合考量各方面因素,在使用时谨慎对待,以免出现内存溢出等问题。
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C++内存管理[导语]内存管理是C++最令人切齿痛恨的问题,也是C++最有争议的问题,C++高手从中获得了更好的性能,更大的自由,C++菜鸟的收获则是一遍一遍的检查代码和对C++的痛恨,但内存管理在C++中无处不在,内存泄漏几乎在每个C++程序中都会发生,因此要想成为C++高手,内存管理一关是必须要过的,除非放弃C++,转到Java或者.NET,他们的内存管理基本是自动的,当然你也放弃了自由和对内存的支配权,还放弃了C++超绝的性能。
本期专题将从内存管理、内存泄漏、内存回收这三个方面来探讨C++内存管理问题。
1内存管理伟大的Bill Gates曾经失言:640K ought to be enough for everybody—Bill Gates1981程序员们经常编写内存管理程序,往往提心吊胆。
如果不想触雷,唯一的解决办法就是发现所有潜伏的地雷并且排除它们,躲是躲不了的。
本文的内容比一般教科书的要深入得多,读者需细心阅读,做到真正地通晓内存管理。
1.1C++内存管理详解1.1.1内存分配方式1.1.1.1分配方式简介在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
栈,在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。
栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。
堆,就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。
如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。
自由存储区,就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。
全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。
常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改。
1.1.1.2明确区分堆与栈在bbs上,堆与栈的区分问题,似乎是一个永恒的话题,由此可见,初学者对此往往是混淆不清的,所以我决定拿他第一个开刀。
首先,我们举一个例子:这条短短的一句话就包含了堆与栈,看到new,我们首先就应该想到,我们分配了一块堆内存,那么指针p呢?他分配的是一块栈内存,所以这句话的意思就是:在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p。
程序会先确定在堆中分配内存的大小,然后调用operator new分配内存,然后返回这块内存的首地址,放入栈中,他在VC6下的汇编代码如下:这里,我们为了简单并没有释放内存,那么该怎么去释放呢?是delete p么?澳,错了,应该是delete []p,这是为了告诉编译器:我删除的是一个数组,VC6就会根据相应的Cookie信息去进行释放内存的工作。
1.1.1.3堆和栈究竟有什么区别?好了,我们回到我们的主题:堆和栈究竟有什么区别?主要的区别由以下几点:1、管理方式不同;2、空间大小不同;3、能否产生碎片不同;4、生长方向不同;5、分配方式不同;6、分配效率不同;管理方式:对于栈来讲,是由编译器自动管理,无需我们手工控制;对于堆来说,释放工作由程序员控制,容易产生memory leak。
空间大小:一般来讲在32位系统下,堆内存可以达到4G的空间,从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。
但是对于栈来讲,一般都是有一定的空间大小的,例如,在VC6下面,默认的栈空间大小是1M(好像是,记不清楚了)。
当然,我们可以修改:打开工程,依次操作菜单如下:Project->Setting->Link,在Category中选中Output,然后在Reserve 中设定堆栈的最大值和commit。
注意:reserve最小值为4Byte;commit是保留在虚拟内存的页文件里面,它设置的较大会使栈开辟碎片问题:对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续,从而造成大量的碎片,使程序效率降低。
对于栈来讲,则不会存在这个问题,因为栈是先进后出的队列,他们是如此的一一对应,以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出,在他弹出之前,在他上面的后进的栈内容已经被弹出,详细的可以参考数据结构,这里我们就不再一一讨论了。
生长方向:对于堆来讲,生长方向是向上的,也就是向着内存地址增加的方向;对于栈来讲,它的生长方向是向下的,是向着内存地址减小的方向增长。
分配方式:堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。
栈有2种分配方式:静态分配和动态分配。
静态分配是编译器完成的,比如局部变量的分配。
动态分配由alloca函数进行分配,但是栈的动态分配和堆是不同的,他的动态分配是由编译器进行释放,无需我们手工实现。
分配效率:栈是机器系统提供的数据结构,计算机会在底层对栈提供支持:分配专门的寄存器存放栈的地址,压栈出栈都有专门的指令执行,这就决定了栈的效率比较高。
堆则是C/C++函数库提供的,它的机制是很复杂的,例如为了分配一块内存,库函数会按照一定的算法(具体的算法可以参考数据结构/操作系统)在堆内存中搜索可用的足够大小的空间,如果没有足够大小的空间(可能是由于内存碎片太多),就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间,这样就有机会分到足够大小的内存,然后进行返回。
显然,堆的效率比栈要低得多。
从这里我们可以看到,堆和栈相比,由于大量new/delete的使用,容易造成大量的内存碎片;由于没有专门的系统支持,效率很低;由于可能引发用户态和核心态的切换,内存的申请,代价变得更加昂贵。
所以栈在程序中是应用最广泛的,就算是函数的调用也利用栈去完成,函数调用过程中的参数,返回地址,EBP和局部变量都采用栈的方式存放。
所以,我们推荐大家尽量用栈,而不是用堆。
虽然栈有如此众多的好处,但是由于和堆相比不是那么灵活,有时候分配大量的内存空间,还是用堆好一些。
无论是堆还是栈,都要防止越界现象的发生(除非你是故意使其越界),因为越界的结果要么是程序崩溃,要么是摧毁程序的堆、栈结构,产生意想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中,没有发生上面的问题,你还是要小心,说不定什么时候就崩掉,那时候debug可是相当困难的:)1.1.2控制C++的内存分配在嵌入式系统中使用C++的一个常见问题是内存分配,即对new和delete操作符的失控。
具有讽刺意味的是,问题的根源却是C++对内存的管理非常的容易而且安全。
具体地说,当一个对象被消除时,它的析构函数能够安全的释放所分配的内存。
这当然是个好事情,但是这种使用的简单性使得程序员们过度使用new和delete,而不注意在嵌入式C++环境中的因果关系。
并且,在嵌入式系统中,由于内存的限制,频繁的动态分配不定大小的内存会引起很大的问题以及堆破碎的风险。
作为忠告,保守的使用内存分配是嵌入式环境中的第一原则。
delete来代替系统的内存分配符,并且一个类一个类的重载new和delete。
一个防止堆破碎的通用方法是从不同固定大小的内存池中分配不同类型的对象。
对每个类重载new和delete就提供了这样的控制。
1.1.2.1重载全局的new和delete操作符可以很容易地重载new和delete操作符,如下所示:这段代码可以代替默认的操作符来满足内存分配的请求。
出于解释C++的目的,我们也可以直接调用malloc()和free()。
也可以对单个类的new和delete操作符重载。
这使你能灵活的控制对象的内存分配。
所有TestClass对象的内存分配都采用这段代码。
更进一步,任何从TestClass继承的类也都采用这由地采用不同的分配策略,从不同的内存池中分配不同的类对象。
1.1.2.2为单个的类重载new[]和delete[]必须小心对象数组的分配。
你可能希望调用到被你重载过的new和delete操作符,但并不如此。
内存的请求被定向到全局的new[]和delete[]操作符,而这些内存来自于系统堆。
C++将对象数组的内存分配作为一个单独的操作,而不同于单个对象的内存分配。
为了改变这种方式,你同样需要重载new[]和delete[]操作符。
但是注意:对于多数C++的实现,new[]操作符中的个数参数是数组的大小加上额外的存储对象数目的一些字节。
在你的内存分配机制重要考虑的这一点。
你应该尽量避免分配对象数组,从而使你的内存分配策略简单。
1.1.3常见的内存错误及其对策发生内存错误是件非常麻烦的事情。
编译器不能自动发现这些错误,通常是在程序运行时才能捕捉到。
而这些错误大多没有明显的症状,时隐时现,增加了改错的难度。
有时用户怒气冲冲地把你找来,程序却没有发生任何问题,你一走,错误又发作了。
常见的内存错误及其对策如下:编程新手常犯这种错误,因为他们没有意识到内存分配会不成功。
常用解决办法是,在使用内存之前检查指针是否为NULL。
如果指针p是函数的参数,那么在函数的入口处用assert(p!=NULL)进行检查。
如果是用malloc或new来申请内存,应该用if(p==NULL)或if(p!=NULL)进行防错处理。
*内存分配虽然成功,但是尚未初始化就引用它。
犯这种错误主要有两个起因:一是没有初始化的观念;二是误以为内存的缺省初值全为零,导致引用初值错误(例如数组)。
内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准,尽管有些时候为零值,我们宁可信其无不可信其有。
所以无论用何种方式创建数组,都别忘了赋初值,即便是赋零值也不可省略,不要嫌麻烦。
*内存分配成功并且已经初始化,但操作越过了内存的边界。
例如在使用数组时经常发生下标“多1”或者“少1”的操作。
特别是在for循环语句中,循环次数很容易搞错,导致数组操作越界。
*忘记了释放内存,造成内存泄漏。
含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。
刚开始时系统的内存充足,你看不到错误。
终有一次程序突然死掉,系统出现提示:内存耗尽。
动态内存的申请与释放必须配对,程序中malloc与free的使用次数一定要相同,否则肯定有错误(new/delete同理)。
*释放了内存却继续使用它。
有三种情况:(1)程序中的对象调用关系过于复杂,实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存,此时应该重新设计数据结构,从根本上解决对象管理的混乱局面。
(2)函数的return语句写错了,注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”,因为该内存在函数体结束时被自动销毁。
(3)使用free或delete释放了内存后,没有将指针设置为NULL。
导致产生“野指针”。
【规则1】用malloc或new申请内存之后,应该立即检查指针值是否为NULL。