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  • C++内存分配秘籍—new,malloc,GlobalAlloc详解(Zhuan)

    一。关于内存

     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.内存使用错误
          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,造成内存泄露。

      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。防止使用指针值为NULL的内存

      【规则2】不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用。

      【规则3】避免数组或指针的下标越界,特别要当心发生“多1”或者“少1”操作。

      【规则4】动态内存的申请与释放必须配对,防止内存泄漏。

      【规则5】用free或delete释放了内存之后,立即将指针设置为NULL,防止产生“野指针”。

     
    二. 详解new,malloc,GlobalAlloc
       
     1.  new

      new和delete运算符用于动态分配和撤销内存的运算符

    new用法:

              1>     开辟单变量地址空间

                   1)new int;  //开辟一个存放数组的存储空间,返回一个指向该存储空间的地址.int *a = new

    int 即为将一个int类型的地址赋值给整型指针a. 

                   2)int *a = new int(5) 作用同上,但是同时将整数赋值为5

              2>    开辟数组空间

                   一维: int *a = new int[100];开辟一个大小为100的整型数组空间

             一般用法: new 类型 [初值]

    delete用法:

              1> int *a = new int;

                   delete a;   //释放单个int的空间

              2>int *a = new int[5];

                   delete [] a; //释放int数组空间

              要访问new所开辟的结构体空间,无法直接通过变量名进行,只能通过赋值的指针进行访问.

              用new和delete可以动态开辟,撤销地址空间.在编程序时,若用完一个变量(一般是暂时存储的数组),

    下次需要再用,但却又想省去重新初始化的功夫,可以在每次开始使用时开辟一个空间,在用完后撤销它.

    2.  malloc
      原型:extern void *malloc(unsigned int num_bytes);
      用法:#i nclude <malloc.h>或#i nclude <stdlib.h>
      功能:分配长度为num_bytes字节的内存块
      说明:如果分配成功则返回指向被分配内存的指针,否则返回空指针NULL。
      当内存不再使用时,应使用free()函数将内存块释放。
      malloc的语法是:指针名=(数据类型*)malloc(长度),(数据类型*)表示指针.
    说明:malloc 向系统申请分配指定size个字节的内存空间。返回类型是 void* 类型。void* 表示未确定类型

    的指针。C,C++规定,void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。

    malloc()函数的工作机制
      malloc函数的实质体现在,它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc

    函数时,它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后,将该内存块一分为二(一块的大

    小与用户请求的大小相等,另一块的大小就是剩下的字节)。接下来,将分配给用户的那块内存传给用户,并

    将剩下的那块(如果有的话)返回到连接表上。调用free函数时,它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到

    最后,空闲链会被切成很多的小内存片段,如果这时用户申请一个大的内存片段,那么空闲链上可能没有可以

    满足用户要求的片段了。于是,malloc函数请求延时,并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段,对它们

    进行整理,将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。
     
    和new的不同
    从函数声明上可以看出。malloc 和 new 至少有两个不同: new 返回指定类型的指针,并且可以自动计算所需

    要大小。比如:
    int *p;
    p = new int; //返回类型为int* 类型(整数型指针),分配大小为 sizeof(int);
    或:
    int* parr;
    parr = new int [100]; //返回类型为 int* 类型(整数型指针),分配大小为 sizeof(int) * 100;
    而 malloc 则必须由我们计算要字节数,并且在返回后强行转换为实际类型的指针。
    int* p;
    p = (int *) malloc (sizeof(int));
    第一、malloc 函数返回的是 void * 类型,如果你写成:p = malloc (sizeof(int)); 则程序无法通过编译,

    报错:“不能将 void* 赋值给 int * 类型变量”。所以必须通过 (int *) 来将强制转换。
    第二、函数的实参为 sizeof(int) ,用于指明一个整型数据需要的大小。如果你写成:
    int* p = (int *) malloc (1);
    代码也能通过编译,但事实上只分配了1个字节大小的内存空间,当你往里头存入一个整数,就会有3个字节无

    家可归,而直接“住进邻居家”!造成的结果是后面的内存中原有数据内容全部被清空。


    3.  GlobalAlloc
     
       VC中关于GlobalAlloc,GlobalLock,GlobalUnLock

    调用GlobalAlloc函数分配一块内存,该函数会返回分配的内存句柄。
    调用GlobalLock函数锁定内存块,该函数接受一个内存句柄作为参数,然后返回一个指向被锁定的内存块的指

    针。 您可以用该指针来读写内存。
    调用GlobalUnlock函数来解锁先前被锁定的内存,该函数使得指向内存块的指针无效。
    调用GlobalFree函数来释放内存块。您必须传给该函数一个内存句柄。
     
    GlobalAlloc
    说明
    分配一个全局内存块
    返回值
    Long,返回全局内存句柄。零表示失败。会设置GetLastError
    参数表
    参数 类型及说明
    wFlags Long,对分配的内存类型进行定义的常数标志,如下所示:
                 GMEM_FIXED 分配一个固定内存块
                 GMEM_MOVEABLE 分配一个可移动内存块
                 GMEM_DISCARDABLE 分配一个可丢弃内存块
                 GMEM_NOCOMPACT 堆在这个函数调用期间不进行累积
                 GMEM_NODISCARD 函数调用期间不丢弃任何内存块
                 GMEM_ZEROINIT 新分配的内存块全部初始化成零
    dwBytes Long,要分配的字符数

      GlobalLock 
    函数功能描述:锁定一个全局的内存对象,返回指向该对象的第一个字节的指针
    函数原型:
    LPVOID GlobalLock( HGLOBAL hMem )
    参数:
    hMem:全局内存对象的句柄。这个句柄是通过GlobalAlloc或GlobalReAlloc来得到的
    返回值:
    调用成功,返回指向该对象的第一个字节的指针
    调用失败,返回NULL,可以用GetLastError来获得出错信息
    注意:
    调用过GlobalLock锁定一块内存区后,一定要调用GlobalUnlock来解锁
     
      GlobalUnlock
    函数功能描述:解除被锁定的全局内存对象
    函数原型:BOOL GlobalUnlock( HGLOBAL hMem );
    参数:hMem:全局内存对象的句柄
    返回值:
    非零值,指定的内存对象仍处于被锁定状态
    0,函数执行出错,可以用GetLastError来获得出错信息,如果返回NO_ERROR,则表示内存对象已经解锁了
    注意:    这个函数实际上是将内存对象的锁定计数器减一,如果计数器不为0,则表示执行过多个GlobalLock

    函数来对这个内存对象加锁,需要对应数目的GlobalUnlock函数来解锁。如果通过GetLastError函数返回错误

    码为ERROR_NOT_LOCKED,则表示未加锁或已经解锁。

      示例:
    // Malloc memory
    hMem = GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE | GMEM_DDESHARE, nSize);
    // Lock memory
    pMem = (BYTE *) GlobalLock(hMem);
    ..................
    // Unlock memory
    GlobalUnlock(hMem);
    GlobalFree(hMem);

    三 总结

    灵活自由是C/C++语言的一大特色,而这也为C/C++程序员出了一个难题。当程序越来越复杂时,内存的管理也

    会变得越加复杂,稍有不慎就会出现内存问 题。内存泄漏是最常见的内存问题之一。内存泄漏如果不是很严重

    ,在短时间内对程序不会有太大的影响,这也使得内存泄漏问题有很强的隐蔽性,不容易被发现。 然而不管内

    存泄漏多么轻微,当程序长时间运行时,其破坏力是惊人的,从性能下降到内存耗尽,甚至会影响到其他程序

    的正常运行。另外内存问题的一个共同特点 是,内存问题本身并不会有很明显的现象,当有异常现象出现时已

    时过境迁,其现场已非出现问题时的现场了,这给调试内存问题带来了很大的难度。

     下载Windows Debug 工具, http://www.microsoft.com/whdc/devtools/debugging/default.mspx
    安装后,使用其中的gflags.exe工具打开PageHeap,
    gflags -p /enable MainD.exe /full
    重新使用VS用调试方式运行,很快就找到了出错位置,因为在某个静态函数中笔误导致

    在编写稳定的服务器程序时,这个工具尤为有用。


    参考文献及网页地址:
    1. http://www.bccn.net/Article/kfyy/cjj/jszl/200607/4172.html
    2. http://www.7880.com/Info/Article-8282a500.html
    3. http://www.cnblogs.com/jjzhou1988/archive/2008/11/30/1344314.html
    4. http://blog.chinaunix.net/u3/101356/showart_2031203.html
    5. http://www.cnblogs.com/howareyou586/archive/2008/11/06/1328353.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/bigbigtree/p/2265748.html
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