C++从内存分区到动态内存分配
一.C++内存分区
C++内存分区分为五个部分：
堆，栈，自由存储区，常量存储区，静态/全局存取区。
- 堆：new分配的内存块，程序员使用完必须自己delete，如果忘记，操作系统会在程序结束后释放该内存。
- 栈：编译器需要时自动分配内存，常见的比如局部变量、函数参数等。
- 自由存储区：由malloc分配的内存块，和new类似，需要自己使用free释放。
- 全局/静态存储区：全局变量和静态变量，在C语言中，未初始化的全局变量是在BSS(Block Start by Symbol)区，已经初始化的全局变量在Data Segment，在C++中两者没有区别。
- 常量存储区：放置常量。
堆内存和栈内存的区别：
- 生长方向：堆内存向地址增大的方向，栈内存向地址减小的方向。
- 空间大小：堆内存一般以G为单位，而栈内存一般以M为单位。
- 分配效率：堆是由库函数提供，底层是由new/malloc，是由隐式空闲链表实现。栈计算机分配专门的寄存器放置栈地址，所以效率相比较堆要高一点。
二.malloc/new
先介绍malloc函数：与malloc函数类似的还有realloc和calloc。函数原型如下：
void *malloc(size_t size);
//分配size个字节的内存
void *realloc(void *ptr, size_t size)
//在ptr指向的区域重新分配size个字节的内存
void *calloc(size_t num, size_t size)
//分配num*size个字节的内存
void free(void *ptr);三者分配失败直接返回空指针。
底层的内存模型如下：
| stack 用户栈 |
|---|
| Mapping Area (共享库存储器映射区域) |
| Heap 堆 |
| BSS (未初始化的全局变量) |
| data segment (已经初始化的全局变量) |
| code （程序文本） |
动态内存器分配：
- 显示分配器：例如C/C++的malloc/free，new/delete。
- 隐式分配器：比如java的垃圾回收器。
分配器的要求：
- 能够处理任意序列；
- 实时响应：不允许重排；
- 只能使用堆；
- 块对齐；
- 不能修改已经分配的块；
底层实现：隐式空闲链表
下面介绍操作符new，new主要由三个方面：
1. new operator
2. operator new
3. placement new- new operator
这是最常见的new操作符，例如：
type *ptr = new type();
...
delete ptr;正常的new流程就是，先申请内存，如果内存申请失败，则会抛出异常；申请成功，则调用构造函数(内置类型则不需要)。
delete则与之相反，先调用析构函数，再释放内存。
2. operator new
函数原型如下：
void *operator new(size_t);和malloc非常类似，只分配内存，需要手动调用构造函数，
相应的operator delete也仅仅释放内存，所以在调用operator delete之前，必须手动调用析构函数。
3. placement new
这是operator new的一个重载版本，函数原型如下：
void* operator new(size_t, void* p);placement new与operator new相比，会自动调用构造函数，operator delete之前也会自动调用析构函数。
对象模型：执行期语意。