我需要了解C++中的内存？

Question

我一直在尽力学习C++,但我之前的培训在一个主要问题上不足:内存管理.我的主要语言都有自动垃圾收集,所以跟踪一切从来没有真正必要.我已经尝试过在线阅读C++中的内存管理,但我对此感到怀疑,因为我遗漏了一些东西.

所以,这是一个多部分的问题:

• 关于内存管理我需要了解的最低限度是什么？(或者,我在哪里找到它)？
• 我在哪里可以获得中级和高级知识/教程/等(一旦完成基础知识)？

进一步来说:
• 指针和引用之间的性能差异是什么？
• 我听说在循环中,你需要确保delete在循环重新迭代之前调用任何新指针.它是否正确？你需要用引用做些什么吗？
• 什么是内存泄漏的经典例子？
• 我需要了解以下内容(我是否真的需要使用它们 - 如果是这样,在哪里？):
  • malloc
  • free
  • calloc
  • realloc

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这是为了解释在评论一中对lmgtfy的引用(由Ewan提供).如果您开始阅读那里可用的信息,则对初学者没用.我认为这是一个伟大的理论,但它对这个问题既不相关也不有用.

Answer 1

你真的,真的需要阅读一本好书 - 如果没有一本书,坦率地学习C++是不可能的.我推荐使用C++的两个创始人Koenig&Moo的Accelerated C++.

Answer 2

内存管理

基本

• 每个'使用'新的必须与'使用'删除相匹配
• Array new与普通new不同,并且有自己的删除

_

 int*  data1 = new int(5);
 delete data1;

 int*  data2 = new int[5];
 delete [] data2;

必须知道

• 例外
• RAII
• 规则4.

从析构函数中抛出异常
动态分配对象数组 在构造函数中创建模式名称,在析构函数中删除(C++)

最佳实践

• 从不实际使用RAW指针.
• 始终在智能指针中包装指针.
• 了解不同类型的智能指针以及何时使用它们

聪明的指针:或谁拥有你的宝贝？

高级:

• 了解异常保证
• 了解throw子句的使用

指导您的异常处理政策的原则是什么？

常见的泄漏方式

基本

// Every new is matched by a delete.
for(int loop = 0;loop < 10;++loop)
{
    data = new int(5);
}
delete data;
// The problem is that every 'use of' new is not matched by a delete.
// Here we allocate 10 integers but only release the last one.

必须知道

class MyArray
{
    // Use RAII to manage the dynamic array in an exception safe manor.
    public:
        MyArray(int size)
          :data( new int[size])
        {}
        ~MyArray()
        {
            delete [] data;
        }
    // PROBLEM:
    // Ignored the rule of 4.
    // The compiler will generate a copy constructor and assignment operator.
    // These default compiler generated methods just copy the pointer. This will
    // lead to double deletes on the memory.

    private:
        int*   data;
};

最佳实践

// Understand what the properties of the smart pointers are:
//
std::vector<std::auto_ptr<int> >   data;

// Will not work. You can't put auto_ptr into a standard container.
// This is because it uses move semantics not copy semantics.

高级:

// Gurantee that exceptions don't screw up your object:
//
class MyArray
{
   // ... As Above: Plus
   void resize(int newSize)
   {
       delete [] data;
       data = new int[newSize];
       // What happens if this new throws (because there is not enough memory)?
       // You have deleted the old data so the old data so it points at invalid memory.
       // The exception will leave the object in a completely invalid state
   }

Answer 3

从最简单的意义上说,您需要了解的内存管理是您需要删除在堆上分配的内存.所以当创建一个像MyClass *myClass = new MyClass(x);你需要在你的代码中有一些位置的对象时 ,可以用相应的东西释放/删除它delete.这在实践中看起来很容易,但如果没有适当的设计和辅助对象(如共享指针)的使用,这可能会很快变得混乱,尤其是在维护代码和添加功能时.例如,这是一个典型的内存泄漏:

try
{
    MyClass *myClass = new MyClass(x);

    // Do some stuff can throw an exception

    delete myClass;
}
catch(...)
{
   // Memory leak on exceptions.  Delete is never called
}

或者另一个大内存管理问题是调用错误的删除类型:

int* set = new int[100];
delete set;   // Incorrect - Undefined behavior
// delete [] set;  is the proper way to delete an array of pointers

帮助自己的常用方法是使用RAII习语.(资源分配是初始化)

以下是使用std库以防止内存泄漏的示例:

try
{ 
    auto_ptr<MyClass> myClass(new MyClass(x));
    // Now the heap allocated memory associated with myClass
    // will automatically be destroyed when it goes out of scope,
    // but you can use it much like a regular pointer

    myClass->memberFunction();
} 
catch (...)
{

}

更多信息auto_ptr可以在这里找到.如果你可以使用C++ 11,那么它 shared_ptr是一个强烈推荐的选择,通常比auto_ptr更受欢迎.

Answer 4

首先,您应该了解堆栈和堆的概念.

在理解了这些概念之后,继续学习语言结构.

Answer 5

关于内存管理我需要了解的最低限度是什么？(或者,我在哪里找到它)？

对于每个新的,必须有删除

我在哪里可以获得中级和高级知识/教程/等(一旦我完成了>基础知识)？

阅读有效的C++,更有效的C++和有效的STL.然后google(std::) auto_ptr,(boost::) scoped_ptr和(boost::) shared_ptr

更具体地说:指针和引用之间的性能差异是什么？

由于引用是指针值的副本,我不知道我的头脑,我没有预见到任何大的性能问题.

我听说在循环中,你需要确保在循环重新迭代之前在任何新指针上调用delete.它是否正确？

是.

你需要用引用做些什么吗？

没有.

什么是内存泄漏的经典例子？

int * foo() {
...
return new int(...);
}

int main() {
int i = *foo();
...
//the new int() from foo leaks
}

我需要了解以下内容(我是否真的需要使用它们 - 如果是这样,在哪里？):

首先,你永远不应该delete使用malloced指针,也不要free创建指针new.通常,这些函数不应出现在c ++代码中.但是,如果你发现自己在c-land ...

malloc:类似于new(在堆上分配内存)
free:类似于delete(堆上的可用内存)
calloc:类似于new + memset(在堆上分配内存,将其设置为零)
realloc:尝试调整块的大小内存,或创建一个新的内存块,并复制旧数据,free旧指针.没有真正的c ++等价物.

googleing可以找到一些整洁的记忆内容(这是拼写的吗？) placement new