动态内存管理：C与C++中的malloc, free, new, delete

"本资源主要介绍了动态内存管理的相关知识，包括动态内存函数、内存管理器、常见错误、内存分配器的实现和缓解策略。内容涵盖了C标准定义的内存分配函数如calloc、malloc、realloc和free，以及C++中的new和delete表达式。此外，还提到了内存管理器的运作原理和不同的内存分配算法，如连续匹配和最先匹配方法。" 在计算机编程中，动态内存管理是程序在运行时根据需要分配和释放内存的过程。动态内存分配函数是程序员用于请求内存和释放内存的主要工具。在C语言中，`calloc()`、`malloc()`、`realloc()` 和 `free()` 是四个核心的动态内存管理函数。`calloc()` 分配指定数量的元素，每个元素的大小为指定字节数，并将所有字节初始化为0。`malloc()` 用于分配指定字节数的内存，不进行初始化。`realloc()` 可以改变已分配内存的大小，如果需要扩展，可能会移动原始内存块，且不保证初始化新分配的部分。`free()` 用于释放不再需要的内存，确保不会造成内存泄漏。 C++ 的 `new` 表达式和 `delete` 表达式提供了与 C 语言类似的内存管理功能，但它们更面向对象，可以处理对象构造和析构。`new` 会调用对象的构造函数，而 `delete` 会调用析构函数，然后释放内存。 内存管理器是操作系统或库中负责内存分配和释放的组件。它维护着内存池，管理已分配和已释放的内存块，通常采用一些高效的内存分配算法，如连续匹配方法，它试图找到第一个足够大的空闲内存块来满足分配请求；而最先匹配方法则从内存池的起始位置开始查找，找到的第一个满足条件的空闲块进行分配。 在实际应用中，常见的错误包括内存泄漏（忘记释放内存）、悬挂指针（释放内存后仍继续使用指针）、双释放（一次以上调用 `free()` 或 `delete`）等，这些都可能导致程序不稳定甚至崩溃。为了优化内存管理，可以采用各种缓解策略，如使用智能指针、内存池技术、预分配内存等，以提高内存利用率和程序性能。 DougLea内存分配器是一种著名的高效内存管理实现，广泛应用于Java虚拟机中。RtlHeap则是Windows系统下的一种内存管理器，它提供了一组API供应用程序使用。 动态内存管理是编程中不可或缺的一部分，理解和掌握这些知识点对于编写高效、可靠的代码至关重要。通过理解内存管理函数的工作原理，选择合适的内存分配策略，以及正确处理内存分配和释放，可以有效地避免内存问题，提升软件的质量和性能。