【C++同步练习】内存管理

一、内存划分

知识回顾：

1. 本质：程序运行时操作系统分配的内存区域，按功能划分为不同段，管理数据的存储与生命周期。
2. 核心目的：合理管理不同类型数据的存储（如临时变量、全局数据、动态内存），优化资源使用与访问效率。
3. 基本划分（常见区域）：
   1. 栈区（Stack）：存储局部变量、函数参数、返回地址；自动分配 / 释放，空间小、速度快。
   2. 堆区（Heap）：存储动态分配数据（如new/malloc申请的内存）；手动分配 / 释放，空间大、灵活但需自行管理。
   3. 全局 / 静态区：存储全局变量、静态变量（static修饰）；程序启动时分配，结束时释放。
   4. 代码段：存储程序的二进制指令；只读、共享。
   5. 常量区：存储字符串常量等不可修改数据；只读。
4. 核心特点：
   1. 不同区域的生命周期不同（栈区随函数调用销毁，堆区手动控制，全局区随程序生命周期）；
   2. 不同区域的访问权限不同（代码段 / 常量区只读，栈 / 堆 / 全局区可读可写）。

1、看下列代码，解决下列问题：

int globalVar = 1;
static int staticGlobalVar = 1;
void Test()
{
	static int staticVar = 1;
	int localVar = 1;
	int num1[10] = {1, 2, 3, 4};
	char char2[] = "abcd";
	char* pChar3 = "abcd";
	int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof (int)*4);
	int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));
	int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int)*4);
	free (ptr1);
	free (ptr3);
}

答案、解析：

2、下面有关c++内存分配堆栈说法错误的是（） A.对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制 B. 对于栈来讲，生长方向是向下的，也就是向着内存地址减小的方向；对于堆来讲，它的生长方向是向上的，是向着内存地址增加的方向增长 C.对于堆来讲，频繁的 new / delete 势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题 D.一般来讲在 32 位系统下，堆内存可以达到4G的空间，但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的 答案：D 解析： A：栈区主要存在局部变量和函数参数，其空间的管理由编译器自动完成，无需手动控制，堆区是自己申请的空间，在不需要时需要手动释放 B：栈区先定义的变量放到栈底，地址高，后定义的变量放到栈顶，地址低，因此是向下生长的，堆区则相反 C：频繁的申请空间和释放空间，容易造成内存碎片，甚至内存泄漏，栈区由于是自动管理，不存在此问题 D：32位系统下，最大的访问内存空间为4G，所以不可能把所有的内存空间当做堆内存使用，故错误

3、C++中关于堆和栈的说法，哪个是错误的（） A.堆的大小仅受操作系统的限制，栈的大小一般较小 B.在堆上频繁的调用new/delete容易产生内存碎片，栈没有这个问题 C.堆和栈都可以静态分配 D.堆和栈都可以动态分配 答案：C 解析： A：堆大小受限于操作系统，而栈空间一般有系统直接分配 B：频繁的申请空间和释放空间，容易造成内存碎片，甚至内存泄漏，栈区由于是自动管理，不存在此问题 C：堆无法静态分配，只能动态分配 D：栈可以通过函数_alloca进行动态分配，不过注意，所分配空间不能通过free或delete进行释放

二、C++中的new / delete

知识回顾：

1. 本质：C++ 中用于动态内存管理的运算符，对应 C 语言的malloc/free，但会自动调用对象的构造 / 析构函数。
2. 核心目的：在堆区手动分配 / 释放内存，管理对象的动态生命周期（按需创建 / 销毁，灵活控制内存）。
3. 基本用法：
   1. new：类型* 指针 = new 类型(初始化值);（分配单个对象）；类型* 指针 = new 类型[数量];（分配对象数组）；分配时自动调用构造函数。
   2. delete：delete 指针;（释放单个对象）；delete[] 指针;（释放对象数组）；释放时自动调用析构函数。
4. 规则：
   1. new与delete必须匹配使用（单个对象对应delete，数组对应delete[]，否则可能内存泄漏 / 未调用析构）；
   2. 若new分配失败，会抛出bad_alloc异常（C++11 后可使用new(nothrow)返回空指针）；
   3. 对于含动态资源的对象（如成员是堆指针），需确保析构函数中释放资源，避免内存泄漏。

1、c++语言中，类ClassA的构造函数和析构函数的执行次数分别为（） ClassA *pclassa=new ClassA[5]; delete pclassa; A.5,1 B.1,1 C.5,5 D.程序可能崩溃 答案：D 解析： A：申请对象数组，会调用构造函数5次，delete由于没有使用[ ]，此时只会调用一次析构函数，但往往会引发程序崩溃 B：构造函数会调用5次 C：析构函数此时只会调用1次，要想完整释放数组空间，需要使用[ ] D：正确

2、函数参数使用的空间是在（）中申请的，malloc或new是在（）中申请空间的？ A.堆，栈 B.栈，堆 C.栈， 栈 D.堆，堆 答案：B 解析： A：参数在栈空间存放，malloc或new申请的空间为堆区 B：正确 C：参数在栈空间存放，malloc或new申请的空间为堆区 D：参数在栈空间存放，malloc或new申请的空间为堆区

3、下面有关malloc和new，说法错误的是（） A.new 是创建一个对象(先分配空间，再调构造函数初始化)， malloc分配的是一块内存 B.new 初始化对象，调用对象的构造函数，对应的delete调用相应的析构函数，malloc仅仅分配内存，free仅仅回收内存 C.new和malloc都是保留字，不需要头文件支持 D.new和malloc都可用于申请动态内存，new是一个操作符，malloc是是一个函数 答案：C 解析： A：new会申请空间，同时调用构造函数初始化对象，malloc只做一件事就是申请空间 B：new / delete与malloc / free最大区别就在于是否会调用构造函数与析构函数 C：需要头文件malloc.h,只是平时这个头文件已经被其他头文件所包含了，用的时候很少单独引入，故错误 D：new是操作符，malloc是函数

4、设已经有A,B,C,D4个类的定义，程序中A,B,C,D析构函数调用顺序为（） C c; void main() { A*pa=new A(); B b; static D d; delete pa; } 答案：ABDC 解析： 首先手动释放pa， 所以会先调用A的析构函数，其次会跟定义相反的顺序释放局部对象，这里只有b，就释放b，再释放静态局部对象d，再释放全局对象c

5、使用 char* p = new char[100]申请一段内存，然后使用delete p释放，有什么问题（） A.会有内存泄露 B.不会有内存泄露，但不建议用 C.编译就会报错，必须使用delete [ ]p D.编译没问题，运行会直接崩溃 答案：B 解析： A：对于内置类型，此时delete就相当于free，因此不会造成内存泄漏 B：正确 C：编译不会报错，建议针对数组释放使用delete[ ]（如果是自定义类型，不使用方括号就会运行时错误） D：对于内置类型，程序不会崩溃，但不建议这样使用

6、以下代码中，A 的构造函数和析构函数分别执行了几次：（） A*pa=new A[10]; delete [ ]pa; A.1、1 B.10、10 C.1、10 D.10、1 答案：B 解析： A：申请数组空间，构造函数调用的次数就是数组的大小 B：正确 C：申请数组空间，构造函数调用的次数就是数组的大小 D：如果释放数组空间，delete使用了[ ]，则会对应的调用数组大小次数的析构函数