Cocos2d-x开发中C++内存管理详解
由于在之前的内容中未对C++语言进行介绍，自然也没有说明C++的内存管理。为了更好地掌握Cocos2d-x中的内存管理机制，有必要先了解一些C++内存管理的基础知识。
C++内存管理是一个复杂的主题，如果要全面、系统地介绍，可能需要一本书的篇幅才能解释清楚。这里仅为大家介绍C++内存管理的基本用法。
内存分配区域
创建对象通常需要两个步骤：第一步，为对象分配内存；第二步，调用构造函数初始化内存。在第一步为对象分配内存时，有几个不同的分配区域可供选择，具体如下：
栈区域分配
栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，因此效率很高。然而，其分配的内存容量有限。栈内存由处理器自动分配和释放，主要用于存放函数的参数值和局部变量的值等。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元会在栈上创建，当函数执行结束时，这些存储单元会自动被释放。
堆区域分配
从堆上分配内存，也称为动态内存分配。这种分配方式由开发人员负责分配和释放，如果开发人员不手动释放，程序结束时将由操作系统回收。程序在运行时可以使用malloc或new申请任意大小的内存，开发人员需要自己决定何时使用free或delete释放内存。动态内存的生存期由开发人员控制，使用起来非常灵活，但也容易引发较多问题。
静态存储区域分配
该内存空间在程序的整个运行期间都存在，内存在程序编译时就已经分配好。它主要用于分配全局变量和静态变量。
动态内存分配
动态内存分配虽然最为灵活，但也存在较多问题，因此我们重点介绍动态内存分配。动态内存使用malloc或new分配内存，使用free或delete释放内存。其中，malloc和free是成对使用的，new和delete也是成对使用的。
1. malloc和free的使用
malloc和free是C/C++语言的标准库函数，在C语言中使用较为频繁。使用malloc创建对象时，不会自动调用构造函数来初始化内存；使用free释放对象时，也不会自动调用析构函数来清除内存。
以下是使用malloc和free分配和释放内存的示例代码：
#include <iostream>
using namespace std;
class MyObject {
public:
MyObject() {
cout << "call constructor." << endl;
}
~MyObject() {
cout << "call destructor." << endl;
}
void initialize() {
cout << "call initialization." << endl;
}
void destroy() {
cout << "call destroy." << endl;
}
};
int main() {
MyObject *obj = (MyObject *)malloc(sizeof(MyObject)); // 申请动态内存
obj->initialize();
//TODO
obj->destroy();
free(obj);
obj = NULL;
return 0;
}
上述代码声明了MyObject类，其中：
- 第①行代码声明了构造函数。
- 第②行代码声明了析构函数。
- 第③行代码声明了初始化函数
void initialize()，由于使用malloc分配内存时不会调用构造函数，因此需要通过调用该函数来初始化对象。 - 第④行代码声明了清除函数
void destroy()，在使用free释放对象内存时，通过调用该函数来清除对象的一些资源。
第⑤ - ⑧行代码对MyObject类进行测试：
- 第⑤行代码
MyObject *obj = (MyObject *)malloc(sizeof(MyObject))使用malloc函数分配内存，使用该函数需要指定对象的长度，并且malloc函数的返回值是void*，由于C++不允许将void*赋值给其他指针类型，所以需要进行强制类型转换。由于构造函数不能显式调用，因此需要第⑥行代码来初始化对象。 - 第⑧行代码
free(obj)用于释放obj对象的内存。在释放对象内存之前，第⑦行代码obj->destroy()会被调用，用于清除对象的一些资源，其作用类似于析构函数，但真正的析构函数~MyObject()并未被调用。
运行结果如下：
call initialization.
call destroy.
2. new和delete的使用
与malloc和free不同，new和delete不是函数库，而是C++的运算符。new运算符能够完成创建对象的所有步骤（即：第一步，为对象分配内存；第二步，调用构造函数初始化内存），它会自动调用构造函数。示例代码如下：
MyObject *obj = new MyObject();
构造函数可以重载，根据用户传递的参数列表，new运算符会决定调用哪个构造函数来初始化对象。
new运算符的反操作运算符是delete，delete会先调用析构函数，再释放内存。示例代码如下：
delete obj;
需要注意的是，obj只能用于释放new创建的对象，不能用于释放malloc创建的对象。而且，在使用delete释放对象后，需要将对象指针obj设置为NULL，以防止出现“野指针”。
“野指针”是一种危险的情况，通常有两种情况会产生“野指针”：
- 指针变量没有被初始化，其指向是随机的，并非为
NULL。如果使用if语句判断，会被认为是有效指针。 - 指针变量被
free或者delete之后，它们只是将指针所指的内存释放掉，但并没有清除指针本身，此时指针指向的是“垃圾”内存。如果使用if语句判断，也会被认为是有效指针。
为了避免“野指针”，良好的编程习惯是在这两种情况下都将指针设置为NULL。
以下是使用new和delete分配和释放内存的示例代码：
#include <iostream>
using namespace std;
class MyObject {
public:
MyObject() {
cout << "call constructor." << endl;
}
~MyObject() {
cout << "call destructor." << endl;
}
void initialize() {
cout << "call initialization." << endl;
}
void destroy() {
cout << "call destroy." << endl;
}
};
int main() {
MyObject *obj = new MyObject(); // 申请动态内存
//TODO
delete obj;
obj = NULL;
return 0;
}
同样是MyObject类，采用new分配内存，delete释放内存。程序运行时会自动调用构造函数和析构函数。
运行结果如下：
call constructor.
call destructor.