C++：一些常见知识点的区别（整理）

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struct与class的区别

• C语言中struct与class的区别：struct只作为一种复杂数据类型定义的结构体，不能用于面向对象编程；C语言没有class关键字。
• C++语言中struct与class的区别：对于成员访问权限以及继承方式，class默认都是private，struct默认是public；class可以用于表示模板类型，struct不行；一般来说，用到继承时常用class，没用到继承时则使用struct。

内存泄漏与内存溢出的区别

• 内存溢出（out of memory）：是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现out of memory；例如申请了一个int型的地址空间，但给它存放了long型的数据，就会导致内存溢出。
• 内存泄漏（memory leak）：是指程序申请内存后，无法释放已申请的内存空间，内存泄漏多了会导致可用内存空间变小，进一步造成内存溢出。

堆和栈的区别

• 管理方式：堆中资源由程序员控制（通过malloc/free、new/delete，容易产生memory leak），栈资源由编译器自动管理。
• 系统响应：对于堆，系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序申请时，遍历该链表，寻找第一个大于所申请空间的空间的堆结点，删除空闲结点链表中的该结点，并将该结点空间分配给程序（大多数系统会在这块内存空间首地址记录本次分配的大小，这样delete才能正确释放本内存空间，另外，系统会将多余的部分重新放入空闲链表中）。对于栈，只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统就会为程序分配内存，否则报异常出现栈空间溢出错误。
• 空间大小：堆是不连续的内存区域（因为系统是用链表来存储空闲内存地址的，自然不是连续），堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存（32位机器上理论上是4G大小），所以堆的空间比较灵活，比较大。栈是一块连续的内存区域，大小是操作系统预定好的，windows下栈大小是2M（也有是1M，在编译时确定，VC中可设置）。
• 碎片问题：对于堆，频繁的new/delete会造成大量内存碎片，降低程序效率。对于栈，它是一个先进后出（first-in-last-out）的结构，进出一一对应，不会产生碎片。
• 生长方向：堆向上，向高地址方向增长；栈向下，向低地址方向增长。
• 分配方式：堆是动态分配（没有静态分配的堆）。栈有静态分配和动态分配，静态分配由编译器完成（如函数局部变量），动态分配由alloca函数分配，但栈的动态分配资源由编译器自动释放，无需程序员实现。
• 分配效率：堆由C/C++函数库提供，机制很复杂，因此堆的效率比栈低很多。栈是机器系统提供的数据结构，计算机在底层对栈提供支持，分配专门的寄存器存放栈地址，提供栈操作专门的指令。

指针与引用的区别

• 指针是一个实体，有分配内存空间，引用只是一个别名，不分配内存空间
• 指针不用但最好初始化，引用必须初始化
• 引用只能初始化一次，指针可以多次赋值
• 可以有const指针，但没有const引用，例如 int* const p合法，int& const p有些编译器会报错，有些编译器会警告并忽视该const修饰符
• 指针可以指向空值，引用不能指向空值
• “sizeof引用”得到的是变量对象的大小，“sizeof指针”得到的是指针本身的大小
• 指针和引用的自增运算符意义不同
• 指针可以有多级，引用只能是一级

五种内存分配区域

• C/C++编译的程序所占用内存区域一般分为以下5个部分：
  • 栈区（stack）：由编译器自动分配和释放，用来存放函数的参数、局部变量等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
  • 堆区（heap）：一般由程序员分配和释放（通过malloc/free、new/delete），若程序员没有释放，则程序结束时由操作系统回收。它与数据结构中的堆是两回事，分配方式类似于链表。
  • 全局/静态区：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和初始化的静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域，程序结束后由操作系统回收。
  • 文字常量区：存放常量值，如常量字符串等，不允许修改，程序结束后由操作系统回收。
  • 程序代码区：存放函数体的二进制代码。
• 例子如下：

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int a = 0; // 全局初始化区
char* p1;  // 全局未初始化区
int main() {
 int a;            // 栈区
 char s[] = "abc"; // 栈区
 char* p2;         // 栈区
 char* p3 = "123456";    // 123456\0在常量区，p3在栈区
 static int c = 0;      // 全局/静态初始化区
 p1 = (char*) malloc(10);
 p2 = (char*) malloc(20); // 分配得来的10和20字节在堆区
 strcpy(p1, "123456"); // 123456\0放在常量区，编译器可能将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方
 return 0;
}

new与malloc的区别

• 属性
  • new/delete是操作符，是C++关键字，需要编译器支持；malloc/free是库函数，需要头文件支持。
• 参数
  • 使用new操作符动态分配内存时无需指定内存块大小，编译器会根据类型自行计算；malloc分配内存时需要显式地指出所需内存块大小。
• 返回类型
  • new操作符内存分配成功时会返回相应对象类型的指针，无需进行强制类型转换，符合类型安全性，分配失败时会抛出bac_alloc异常；malloc分配内存成功时会返回void*类型的指针，需要通过强制类型转换为所需类型，分配失败时返回NULL值。
• 非内部数据对象
  • new会先调用operator new函数，申请足够的内存，再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的指针；delete会先调用析构函数，然后调用operator delete函数释放内存；malloc/free是库函数，只能动态申请内存及释放内存，无法完成构造函数及析构函数的工作。
• 重载
  • C++允许重载new/delete（实际上是重载operator new 和operator delete），特别的，布局new（placement new）就不需要为对象分配内存，而是使用指定一个地址作为内存起始区域，new在这段内存上完成对象的构造函数调用并初始化该内存段，并返回此内存地址；malloc/free不允许重载。
• 内存区域
  • new操作符从自由存储区（free stone）上为对象动态分配空间，malloc函数从堆上动态分配内存。自由存储区是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的，该内存即为自由存储区；堆是操作系统中已分配的对应的内存区域。自由存储区不等于堆，布局new就可以不位于堆中。堆是一个实际的区域，而自由存储区是一个更上层的概念。通常new确实是在堆上申请内存，但是程序员可以自己重载new操作符，使用其他内存来实现自由存储（不常见），另外，C++primer plus这本书上提到的布局new，可以为对象在栈上分配内存。总的来说，自由存储区是new申请的区间的概念。

3种类间关系及区别

Inheritance（继承）

• 表示is-a，如下代码所示：

class A {
private:
    int a;
};

class B : public A {
private:
    int b;
};

• 继承关系下的构造和析构
  ==构造由内而外==
  Derived的构造函数首先调用Base的default构造函数，然后才执行自己。如，Derived::Derived(...) : ==Base()== { ... };
  ==析构由外而内==
  Derived的析构函数首先执行自己，然后才调用Base的析构函数。如，Derived::~Derived(...) { ... ==~Base()== };

Composition（复合）

• 表示has-a，如下代码所示：

class A {
private:
    int a;
};

class B {
private:
    A a;
    int b;
};

• 复合关系下的构造和析构
  ==构造由内而外==
  B的构造函数首先调用A的default构造函数，然后才执行自己。如，B::B(...) : ==A()== { ... };
  ==析构由外而内==
  B的析构函数首先执行自己，然后才调用A的析构函数。如，B::~B(...) { ... ==~A()== };

Delegation（委托）

• Composition by reference, 如下代码所示：

class A {
private:
    int a;
};

class B {
private:
    A* a;
    int b;
};

C++：一些常见知识点的区别（整理）

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原文地址：https://www.cnblogs.com/yiluyisha/p/9188010.html