C++内存管理基础中内存池的概念和应用

new

delete

new

delete

new

new

delete

new

delete

malloc

new

delete

new

delete

malloc

new

// 伪代码：一个极简的固定大小内存池概念
struct BlockHeader {
    BlockHeader* next; // 指向下一个空闲块
};

class FixedSizeMemoryPool {
private:
    char* poolStart; // 内存池起始地址
    BlockHeader* freeListHead; // 空闲块链表头
    size_t blockSize; // 每个块的大小
    size_t numBlocks; // 总块数

public:
    // 构造函数：初始化内存池
    FixedSizeMemoryPool(size_t objSize, size_t count) :
        // 确保每个块至少能容纳一个BlockHeader指针，用于自由列表
        blockSize(objSize > sizeof(BlockHeader) ? objSize : sizeof(BlockHeader)),
        numBlocks(count) {
        // 1. 预分配一大块内存
        poolStart = new char[blockSize * numBlocks];
        // 2. 初始化自由列表，将所有块串联起来
        freeListHead = nullptr;
        for (size_t i = 0; i < numBlocks; ++i) {
            BlockHeader* block = reinterpret_cast<BlockHeader*>(poolStart + i * blockSize);
            block->next = freeListHead;
            freeListHead = block;
        }
    }

    // 析构函数：释放预分配的内存
    ~FixedSizeMemoryPool() {
        delete[] poolStart;
    }

    // 分配内存
    void* allocate() {
        if (!freeListHead) {
            // 错误处理：内存池已满，或者可以考虑扩容策略
            return nullptr;
        }
        void* allocatedBlock = freeListHead;
        freeListHead = freeListHead->next; // 更新自由列表头
        return allocatedBlock;
    }

    // 释放内存（归还到池中）
    void deallocate(void* ptr) {
        if (!ptr) return;
        // 将归还的块重新插入到自由列表头部
        BlockHeader* block = reinterpret_cast<BlockHeader*>(ptr);
        block->next = freeListHead;
        freeListHead = block;
    }
};

// 实际使用时，还需要考虑构造函数、析构函数调用等，这通常通过placement new和手动调用析构函数