封装、成员访问权限、内存布局、malloc、free、new、delete

C++.png

  • C++中可以使用struct、class来定义一个类
  • struct和class的区别
    • struct的默认成员权限是public
    • class的默认成员权限是private
// struct:
struct Person{
    int m_age;
    void run(){
        cout << m_age << endl;
    }
};

//class:
class Person{
public:
    int m_age;
    void run(){
        cout << m_age << endl;
    }
};

// ------------
int main() {
    Person person;
    person.m_age = 10;
    person.run();
    
    Person *pPerson = &person;
    pPerson->m_age = 20;
    pPerson->run();
    return 0;
}


  • 上面代码中person对象、pPerson指针的内存都是在函数的栈空间,自动分配和回收的
  • 可以尝试反汇编struct和class,看看是否有其他区别【无区别】
  • 实际开发中,用class表示类比较多
C++编程规范:(变量名规范参考)
  • 全局变量:g_
  • 成员变量:m_
  • 静态变量:s_
  • 常量:c_
  • 使用驼峰标识

ps:每个人都可以有自己的编程规范,没有统一的标准,没有标准答案,没有最好的编程规范


对象的内存布局:

思考:如果类中有多个成员变量,对象的内存又是如何布局的?

    Person person;
    person.m_age = 10;
    person.run();
    
// 在函数里创建对象,用上面的这种方式,它的内存存放在栈空间

每个应用都有自己独立的内存空间,其内存空间一般都有以下几大区域:

  • 代码段(代码区)
    • 用于存放代码
  • 数据段(全局区)
    • 用于存放全局变量等
  • 栈空间
    • 每调用一个函数就会给它分配一段连续的栈空间,等函数调用完毕后会自动回收这段栈空间
    • 自动分配和回收
  • 堆空间
    • 需要主动去申请和释放
// 应用的内存空间布局:
|-------------------|
|                   |
|       栈空间      |
|-------------------|
|       堆空间      |
|-------------------|
|       代码区      |
|-------------------|
|       全局区      |
|                   |
|-------------------|
堆空间
  • 堆空间的申请\释放
    • malloc \ free
    • new \ delete
    • new [] \ delete []
  • 注意
    • 申请堆空间成功后,会返回那一段内存空间的地址
    • 申请和释放必须是1对1的关系,不然可能会存在内存泄露
  • 现在的很多高级编程语言不需要开发人员去管理内存(比如Java),屏蔽了很多内存细节,利弊同时存在
    • 利:提高开发效率,避免内存使用不当或泄露
    • 弊:不利于开发人员了解本质,永远停留在API调用和表层语法糖,对性能优化无从下手

堆空间的初始化
    // *p1未初始化
    int *p1 = (int *)malloc(sizeof(int));
    int *p2 = (int *)malloc(sizeof(int));
    // 把*p2的每一个字节都初始化为0
    memset(p2, 0, sizeof(int));
    int *p1 = new int;      // 未初始化
    int *p2 = new int();    // 初始化为0
    int *p3 = new int(5);   // 初始化为5
    int *p4 = new int[3];   // 未初始化
    int *p5 = new int[3](); // 3个数组元素初始化为0
    int *p6 = new int[3]{}; // 3个数组元素初始化为0
    int *p7 = new int[3]{5};// 数组首元素初始化为5,其他初始化为0
memset

memset函数是将较大的数据结构(比如对象、数组等)内存清零的比较快的方法

    Person person;
    person.m_id = 10;
    person.m_age = 10;
    person.m_height = 10;
    memset(&person, 0, sizeof(person));
    
    Person persons[] = {{0,3,105},{1,4,174},{2,6,182}};
    memset(persons, 0, sizeof(persons));

ps:memset分配几个字节,是由操作系统底层实现的

对象的内存

  • 对象的内存可以存在于3种地方
    • 全局区(数据段):全局变量
    • 栈空间:函数里面的局部变量
    • 堆空间:动态申请内存(malloc、new等)
// 全局区
Person g_person;

int main() {
    // 栈区
    Person person;
    // 堆区
    Person *p = new Person;
    return 0;
}

this

  • 隐式参数

  • 汇编长啥样?

  • this是指向对象的指针

  • 是语法糖

  • 通过指针修改对象成员变量的汇编样子

  • 指针间接访问效率,不见得就比对象高,但是,有的地方必须使用指针,例如,堆空间,另外,方便

  • int3,CC CC

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