C/C++ 内存操作 | AI 工程化部署

作者：AIWeker

2023-12-14
福建
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C/C++内存操作

在 C/C++语言开发中，内存管理是非常重要的，大多 Segmentation fault core 问题都是因为内存操作不当导致的。

C 语言中，内存管理涉及到堆和栈的管理，以及内存的申请和释放。堆和栈是内存管理中的两个主要概念。

堆是动态分配内存的区域，它的大小并不固定，可以根据需要进行动态扩展或收缩。堆中的内存是通过 malloc 和 calloc 函数进行申请的，通过 free 函数进行释放的。堆内存的分配和释放是在程序运行时动态进行的。

栈是静态分配内存的区域，它的大小是固定的，并且在编译时确定。函数的参数、局部变量和函数调用信息都存储在栈中。栈内存的分配和释放是由编译器自动管理的，程序员无需手动处理。

以下是一些与内存管理相关的函数：

malloc 函数：malloc 函数用于在堆中分配指定字节数的内存空间。它的原型为：void *malloc(size_t size)，其中 size 是要分配的内存空间的字节数，返回指向分配内存的指针。如果分配失败，则返回 NULL。
calloc 函数：calloc 函数用于在堆中分配指定数量和大小的内存空间，并将其初始化为 0。它的原型为：void *calloc(size_t num, size_t size)，其中 num 是要分配的元素数量，size 是每个元素的大小，返回指向分配内存的指针。如果分配失败，则返回 NULL。
memcpy 函数：memcpy 函数用于在内存区域之间复制数据。它的原型为：void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n)，其中 dest 是目标内存地址，src 是源内存地址，n 是要复制的字节数。
memset 函数：memset 函数用于在内存区域中设置指定值。它的原型为：void *memset(void *s, int c, size_t n)，其中 s 是要设置的内存地址，c 是要设置的值，n 是要设置的字节数。
free 函数：free 函数用于释放之前通过 malloc 或 calloc 函数分配的内存空间。它的原型为：void free(void *ptr)，其中 ptr 是要释放的内存空间的指针。

下面是一个完整的例子，演示了如何使用 malloc 和 free 函数动态分配和释放内存：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>
int main() {    int *ptr;    int num_elements = 5;
    // 使用malloc函数分配内存空间    ptr = (int *)malloc(num_elements * sizeof(int));    if (ptr == NULL) {        printf("内存分配失败\n");        return 1;    }
    // 将分配的内存空间初始化为0    memset(ptr, 0, num_elements * sizeof(int));
    // 输出初始化后的内存空间内容    for (int i = 0; i < num_elements; i++) {        printf("%d ", ptr[i]);    }    printf("\n");
    // 释放分配的内存空间    free(ptr);
    return 0;}

复制代码

在这个例子中，我们首先使用 malloc 函数分配了一个包含 5 个整型元素的内存空间，然后使用 memset 函数将内存空间初始化为 0，最后使用 free 函数释放了分配的内存空间。

在 C++中，内存分配和销毁是通过运算符 new 和 delete 或 new[]和 delete[]完成的。当使用 new 运算符分配内存时，它会在堆上分配一块内存，并返回一个指向该内存的指针。当不再需要这块内存时，应当使用 delete 运算符将其释放，以防止内存泄漏。

另外，使用 new[]和 delete[]运算符可以用于动态分配和释放数组内存。与 new 和 delete 相似，new[]会在堆上分配一块连续的内存用于数组，并返回指向数组第一个元素的指针，而 delete[]则会释放整个数组的内存。

在 C++中，还可以使用 malloc 和 free 函数进行内存分配和释放，但需要注意，malloc 和 free 是 C 语言中的函数，不会调用构造函数和析构函数，而 new 和 delete 会调用对象的构造函数和析构函数。

当使用new和delete运算符分配和释放内存时，可以通过以下示例来说明：

#include <iostream>
class MyClass {public:    MyClass() {        std::cout << "Constructor called" << std::endl;    }
    ~MyClass() {        std::cout << "Destructor called" << std::endl;    }};
int main() {    // 使用new运算符分配内存    MyClass* obj = new MyClass();
    // 使用delete运算符释放内存    delete obj;
    return 0;}