C++在Linux如何进行内存管理

在Linux环境下，C++程序的内存管理主要涉及以下几个方面：

1. 堆内存分配：

   • 使用new和delete操作符来动态分配和释放内存。
   • 使用malloc和free函数来分配和释放内存（C风格）。
   • 使用calloc来分配并初始化内存。
   • 使用realloc来调整已分配内存的大小。

2. 栈内存管理：

   • 栈内存由编译器自动管理，用于存储局部变量和函数调用的上下文。
   • 栈的大小通常有限，不适合分配大量数据。

3. 内存泄漏检测：

   • 使用工具如Valgrind来检测内存泄漏。
   • Valgrind可以检测未释放的内存、越界访问等问题。

4. 智能指针：

   • 使用C++11引入的智能指针（如std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr）来自动管理内存，减少内存泄漏的风险。

5. 内存映射文件：

   • 使用mmap系统调用来映射文件到内存，可以高效地访问大文件。
   • 使用munmap来解除映射。

6. 内存保护：

   • 使用mprotect系统调用来改变内存区域的保护属性，如设置为只读或可执行。

7. 共享内存：

   • 使用shmget、shmat和shmdt系统调用来创建、附加和分离共享内存段。
   • 使用shmctl来控制共享内存段。

8. 内存池：

   • 实现自定义的内存池来提高内存分配和释放的效率。

以下是一些示例代码：

动态内存分配和释放

#include <iostream>

int main() {
    int* ptr = new int(10); // 使用new分配内存
    std::cout << *ptr << std::endl;
    delete ptr; // 使用delete释放内存

    int* arr = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); // 使用malloc分配内存
    if (arr == nullptr) {
        std::cerr << "Memory allocation failed!" << std::endl;
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        arr[i] = i;
    }
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    free(arr); // 使用free释放内存

    return 0;
}

智能指针

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    std::unique_ptr<int> uniquePtr(new int(10));
    std::cout << *uniquePtr << std::endl;

    std::shared_ptr<int> sharedPtr = std::make_shared<int>(20);
    std::cout << *sharedPtr << std::endl;

    return 0;
}

内存泄漏检测（使用Valgrind）

g++ -o myprogram myprogram.cpp
valgrind --leak-check=full ./myprogram

通过这些方法，可以在Linux环境下有效地管理C++程序的内存。