C++ 内存分配基础

C++ 提供了多种内存分配方式，包括静态分配、栈分配和堆分配。

静态分配：全局变量和静态变量在程序启动时分配，生命周期贯穿整个程序运行期。
栈分配：局部变量和函数参数在栈上分配，函数结束时自动释放。
堆分配：通过 new 和 delete 动态管理内存，需手动释放以避免泄漏。

动态内存管理

堆内存通过 new 和 delete 运算符管理：

int* ptr = new int;    // 分配单个整型  
*ptr = 10;  
delete ptr;            // 释放内存  

int* arr = new int[5]; // 分配数组  
delete[] arr;          // 释放数组需用 delete[]  

常见问题与解决方案

内存泄漏：未释放动态分配的内存。解决方法是确保 new 和 delete 成对使用，或采用智能指针。

野指针：访问已释放的内存。释放后应将指针置为 nullptr。

智能指针：C++11 引入的 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr 可自动管理内存：

#include <memory>  
std::unique_ptr<int> uptr(new int(10)); // 自动释放  
std::shared_ptr<int> sptr = std::make_shared<int>(20);  

内存对齐与优化

alignas 关键字和 alignof 运算符用于控制内存对齐，提升访问效率：

alignas(16) struct Data {  
    int a;  
    double b;  
};  

自定义内存分配器

通过重载 new 和 delete 运算符实现自定义分配策略，适用于特定性能场景：

void* operator new(size_t size) {  
    void* p = customAlloc(size);  
    if (!p) throw std::bad_alloc();  
    return p;  
}  

现代C++推荐实践

优先使用 STL 容器（如 std::vector）和智能指针，减少手动内存管理。RAII（资源获取即初始化）是核心设计模式。