C++中的內存管理，new/delete, shared_ptr/unique_ptr

1. 內存：經常使用的是static memory 和stack memory。 static memory是用來存放local static objects、類中的靜態數據成員、定義在任何函數以外的變量（static中的變量在使用以前就已經分配了空間，並且其生命週期是整個程序的運行過程）。stack memory用來存放的是函數內部的非靜態變量（由於棧也叫函數調用棧，存放的是函數中的auto變量，函數退出時，須要將這些變量也從棧中清除，因此其中存儲的變量的生命週期只是在該函數中，所以必然存放的是該函數中的非靜態變量，固然還有函數返回地址，實參列表等）。這兩種內存是能夠自動的分配和回收的。  另外還有一種dynamic memory是用來動態內存分配的叫作heap（堆），heap中存儲的是在運行過程當中才分配內存的對象，其生命週期由程序負責控制（分配和釋放都是程序來完成，而非編譯器）
   

2. 一般在C++中申請和釋放動態內存（堆）使用的是一組關鍵字new和delete。可是，它們是有問題的，由於，一是很難保證空間在適當的時候被釋放了，二是有可能會去釋放仍然有其餘指針指向該內存的空間。
   

3. library中在memory頭部定義了了兩個smart pointer來自動地管理動態內存。shared_ptr（還定義了一個weak_ptr）, unique_ptr。smart pointer也和vector同樣是模板。用做類型建立對象的時候須要加上, 如shared_ptr p1; //shared_ptr that can point at a string
   

4. shared_ptr: 容許多個指針指向相同的對象。最安全的方法是調用函數make_shared 進行分配。如shared_ptr p2 = make_shared(4). shared_ptr定義的建立的對象有一個指針reference count，不管何時拷貝shared_ptr的指針的時候，count都加1. 當給shared_ptr的指針賦了新值或者shared_ptr失效的時候，count減1。 當count等於0的時候,shared_ptr指向的對象自動釋放空間。因此關鍵是建立的對象中維持了一個引用計數，來追蹤全部指向該段空間的指針。若是計數的值爲0，表示沒有指針指向該對象，就釋放掉。

5. 例如：

   auto r = make_shared<char>(4);
   r = q; //after this, system will release the four bytes memory.

6. 爲何可以自動釋放內存： 必須提到constructor和destructor，constructor是分配內存，初始化對象的時候使用的，destructor是釋放空間，摧毀對象用的。在shared_ptr中有一個destructor，該destructor記錄了對象的引用計數，當引用計數爲0的時候，就釋放掉該對象的空間。

7. 何時使用動態內存：

    1）不知道要申請多少個對象（好比在一個for循環中，循環次數不必定）

       2）不知道對象的精確的類型（好比寫了一個模板函數）

       3） 須要在不一樣的對象之間共享數據（最經常使用的）

8. 研究一下vector(stl中定義的一個容器)中使用的是哪裏的內存？ 按照7的三個使用動態內存的條件，vector應該屬於不知道要多少空間來存放對象。所以，應該屬於動態內存方面的問題。 那麼應該如何地建立和釋放內存呢？vector中有兩個函數，size()和capacity()，size()表示容器中有多少個數據，capacity()表示容器中最多放置多少個數據。另外可使用clear來釋放容器中的數據。可是根據下面的實驗能夠看出，使用clear只是釋放掉了容器中的數據項，可是並無釋放容器佔有的空間。即容器在不斷地伸長地過程當中不斷地申請的新的空間並無釋放。仍然被這個容器佔用。可使用shrink_to_fit() 使得佔有的空間等於容器中實際的數據項，或者使用reserve(n)使得分配至少n的元素的空間。（可是根據C++ primer中所說，shrink_to_fit()只是一個請求，並不保證必定釋放掉空間，另外shrink_to_fit是在c++11中提出來的。 若是不支持C++11,可使用建立一個臨時的匿名容器再進行swap的方法來強制釋放掉空間，由於交換以後，臨時的匿名容器會當即被析構，而原來的容器則等於匿名容器的大小，也就是0）

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
int main(){
    vector it;
    double a[100]
    for(int i=0; i<100; i++){
        a[i] = i;
    }
    cout << "數據項個數: " << it.size() << "容器佔有空間爲: " << it.capacity() << endl;
    for(int i=0;i<100;i++){
        it.push_back(a[i]);
    }
    cout << ""數據項個數:" << it.size() << "容器佔有空間爲: " << it.capacity() << endl;
    it.clear();
    cout << "clear以後數據項個數: " << it.size() << "clear以後容器佔有空間爲: " << it.capacity() << endl;
    it.shrink_to_fit(); //or vector().swap(it);
     cout << "swap以後數據項個數: " << it.size() << "swap以後容器佔有空間爲: " << it.capacity() << endl;
     return 0;
}