1. 指针和引用的区别?
(1)指针有自己的一块空间,而引用只是一个别名;
(2)使用 sizeof 看一个指针的大小为4字节(32位,如果要是64位的话指针为8字节),而引用则是被引用对象的大小。
(3)指针可以被初始化为 NULL,而引用必须被初始化且必须是一个已有对象的引用。
(4)作为参数传递时,指针需要被解引用才可以对对象进行操作,而直接对引用的修改都会改变引用所指向的对象。
(5)指针在使用中可以指向其他对象,但是引用只能是一个对象的引用,不能被改变。
(6)指针可以是多级,而引用没有分级
(7)如果返回动态分配内存的对象或者内存,必须使用指针,引用可能引起内存泄漏。
2. 堆栈的区别?
(1)堆栈空间分配区别:
栈(操作系统):由操作系统自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈;
堆(操作系统): 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收,分配方式倒是类似于链表。
(2)堆栈的缓存方式区别
栈:是内存中存储值类型的,大小为2M(window,linux下默认为8M,可以更改),超出则会报错,内存溢出
堆:内存中,存储的是引用数据类型,引用数据类型无法确定大小,堆实际上是一个在内存中使用到内存中零散空间的链表结构的存储空间,堆的大小由引用类型的大小直接决定,引用类型的大小的变化直接影响到堆的变化
(3)堆栈数据结构上的区别
堆(数据结构):堆可以被看成是一棵树,如:堆排序;
栈(数据结构):一种先进后出的数据结构。
3. new 和 delete 是如何实现的,与 malloc 和 free有什么异同?
new操作针对数据类型的处理,分为两种情况:
(1) 简单数据类型(包括基本数据类型和不需要构造函数的类型)
简单类型直接调用 operator new 分配内存;
可以通过new_handler 来处理 new 失败的情况;
new 分配失败的时候不像 malloc 那样返回 NULL,它直接抛出异常(bad_alloc)。要判断是否分配成功应该用异常捕获的机制;
(2)复杂数据类型(需要由构造函数初始化对象)
new 复杂数据类型的时候先调用operator new,然后在分配的内存上调用构造函数。
delete也分为两种情况:
(1) 简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)
delete简单数据类型默认只是调用free函数。
(2)复杂数据类型(需要由析构函数销毁对象)
delete复杂数据类型先调用析构函数再调用operator delete。
malloc 和 free 的区别:
(1)属性上:new / delete 是c++关键字,需要编译器支持。 malloc/free是库函数,需要c的头文件支持。
(2)参数:使用new操作符申请内存分配时无须制定内存块的大小,编译器会根据类型信息自行计算。而mallco则需要显式地指出所需内存的尺寸。
(3)返回类型:new操作符内存分配成功时,返回的是对象类型的指针,类型严格与对象匹配,故new是符合类型安全性的操作符。而malloc内存成功分配返回的是void *,需要通过类型转换将其转换为我们需要的类型。
(4)分配失败时:new内存分配失败时抛出bad_alloc异常;malloc分配内存失败时返回 NULL。
(5)自定义类型:new会先调用operator new函数,申请足够的内存(通常底层使用malloc实现)。然后调用类型的构造函数,初始化成员变量,最后返回自定义类型指针。delete先调用析构函数,然后调用operator delete函数释放内存(通常底层使用free实现)。 malloc/free是库函数,只能动态的申请和释放内存,无法强制要求其做自定义类型对象构造和析构工作。
(6)重载:C++允许重载 new/delete 操作符。而malloc为库函数不允许重载。
(7)内存区域:new操作符从自由存储区(free store)上为对象动态分配内存空间,而malloc函数从堆上动态分配内存。其中自由存储区为:C++基于new操作符的一个抽象概念,凡是通过new操作符进行内存申请,该内存即为自由存储区。而堆是操作系统中的术语,是操作系统所维护的一块特殊内存,用于程序的内存动态分配,C语言使用malloc从堆上分配内存,使用free释放已分配的对应内存。自由存储区不等于堆,如上所述,布局new就可以不位于堆中。