CPP-primer第十二章动态内存

到目前为止，我们编写的程序所使用的对象都有着严格定义的生存期：

• 全局对象在程序启动时分配，在程序结束时销毁
• 局部自动对象，在我们进入其定义的程序块时才被创建，在离开块时被销毁
• 局部static对象在第一次使用前分配，在程序结束时才销毁

除了auto和static对象外，C++还支持动态分配对象，动态分配的对象生存期不受他们创建时所在的作用域限制，只有被显式释放时才会被销毁。

除了静态内存和栈内存，每个程序还拥有一个内存池，被称为堆，程序用堆来存储动态分配的对象。

动态内存和智能指针

在C++中，动态内存的管理是通过一对运算符来完成的：

• new 在动态内存中为对象分配空间并返回一个指向该对象的指针，我们可以选择对对象进行初始化
• delete 接收一个动态对象的指针，销毁该对象，并释放与之关联的内存

为了更容易地使用动态内存，C++11提供了两种智能指针来管理动态对象：

• shared_ptr 允许多个指针指向同一个对象
• unique_ptr 独占所指向的对象

还有一个weak_ptr，指向shared_ptr所管理的对象

具体介绍移步：CPP11特性之资源管理指针

动态数组

new和delete运算符一次分配 / 释放一个对象 ，但某些应用需要一次为很多对象分配内存的功能。例如，vector和string都是在连续内存中保存它们的元素，因此， 当容器需要重新分配内存时，必须一次性为很多元素分配内存。

为了支持这种需求，C++和标准库提供了两种一次分配一个对象数组的方法（即多个对象）：

1. C++定义了另一种 new 表达式语法，可以分配并初始化一个对象数组（原来是一个对象）。
2. 标准库中包含一个名为 allocator 的类，允许将分配内存和初始化对象分离。 使用allocator通常会提供更好的性能和更灵活的内存管理能力，原因随后介绍。

第一种方法不介绍了，毕竟现在更愿意使用vector

• Allocator类

  new有一些灵活性上的局限，其中一方面表现在它将内存分配和对象构造组合在了一起。类似的，delete将对象析构和内存释放组合在了一起。
  当分配一大块内存时，我们通常计划在这块内存上按需构造对象。在此情况下，我们则会希望将内存分配和对象构造分离。这意味着我们可以分配大块内存，但只在真正需要时才真正执行对象创建操作（同时付出一定开销）

  类似vector,allocator也是个类模板，为了定义一个allocator对象，必须指明这个allocator可以分配的对象类型。这样做，当一个allocator对象分配内存时，它就会根据给定的对象类型来确定恰当的内存大小和对其位置。

  allocator<string> alloc; // 可以分配string的allocator对象
  auto const p = alloc.allocate(n); // 分配n个未初始化的string

  当我们用完对象后，必须对每个构造的元素调用allocator的成员函数destroy来销毁它们。destroy接受一个内置指针，对指向的对象执行析构函数：

  while (q != p)
  	alloc.destroy(--q); // 释放我们真正构造的string