C++嵌入式内存管理详情

关于C++嵌入式内存管理，以下是完整的攻略：

C++嵌入式内存管理概述

在嵌入式系统开发中，动态内存的使用是非常受限的，因此需要采用静态内存管理或者是内存池来代替动态内存分配。C++ 的运行时库也支持内存池技术，可以用于嵌入式系统开发中。

C++ 的内存池管理主要依赖于 new 和 delete 运算符来实现，通过重载 new 和 delete 运算符来达到内存池的目的。同时，C++ 也提供了 STL 中的 allocator 类，可以将其掌握后应用于嵌入式系统中。

C++嵌入式内存管理基本实现

1. 重载 new 和 delete 运算符

在 C++ 中，我们可以通过重载 new 和 delete 运算符来改变内存的分配和释放方式。

// 重载 new 和 delete 运算符
class MyClass {
public:
  void* operator new(size_t size);
  void operator delete(void* ptr);
private:
  static void* mem_pool;
  static size_t pool_size;
  static size_t chunk_size;
};

// 分配空间的方法
void* MyClass::operator new(size_t size) {
  void* ptr = nullptr;
  if (size == chunk_size && mem_pool != nullptr) {
    ptr = mem_pool;
    mem_pool = *(void**)mem_pool;
  } else if (size > chunk_size) {
    ptr = malloc(size);
    if (ptr == nullptr) { throw std::bad_alloc(); }
  } else {
    // 内存池中无可用内存块，则申请chunk_size大小的内存块
    ptr = malloc(pool_size);
    // 后面步骤与释放空间方法中相同
  }
  return ptr;
}

// 释放空间的方法
void MyClass::operator delete(void* ptr) {
  if (ptr == nullptr) { return; }
  if (ptr == mem_pool) { return; }
  // 判断ptr是否在内存池中
  if ( (char*)ptr >= (char*)mem_pool && (char*)ptr < ((char*)mem_pool)+pool_size ) {
    *(void**)ptr = mem_pool;
    mem_pool = ptr;
    return;
  }
  // 释放大块内存
  free(ptr);
}

// MyClass 类的全局变量初始化定义
void* MyClass::mem_pool = nullptr;
size_t MyClass::pool_size = 1024 * 1024;
size_t MyClass::chunk_size = 64;

在这段代码中，MyClass 重载了 new 和 delete 运算符。在其中申请内存时优先从内存池中获取可用内存，如果内存池没有可用内存则分配一块足够容纳大小为 pool_size 的内存块，然后在这个内存块中按照 chunk_size 大小将内存块分为一个个小的内存块，并加入到内存池中。当需要释放空间时，我们需要首先判断这个指针是否在内存池中，然后再判断是否小于分配的 chunk_size，如果是则直接回收至内存池中，否则直接使用 free 函数释放空间

1. 使用 STL 的 allocator 类

STL 中也定义了一个内存池类 allocator，它可以用于对象的内存分配。在使用时，我们需要定义一个对象的 allocator，并在对象容器的定义中指定使用的 allocator。以下是一个简单的示例代码：

#include <memory>
#include <vector>

// obj 的内存池类型定义
typedef std::allocator<int> ObjAllocator;

class MyClass {
public:
  MyClass(int num1, int num2, int num3) :
      num1_(num1), num2_(num2), num3_(num3) {}
  void print_params() {
    printf("num1: %d, num2: %d, num3: %d\n", num1_, num2_, num3_);
  }
private:
  int num1_;
  int num2_;
  int num3_;
};

int main() {
  // 定义一个 allocator，用于管理 MyClass 对象空间的分配与释放
  ObjAllocator allocator;

  // 定义 vector 容器，使用参数为 ObjAllocator 的内存池分配器
  std::vector<MyClass, ObjAllocator> vec(allocator);

  // 向 vector 中加入 MyClass 对象
  vec.push_back(MyClass(1, 2, 3));
  vec.push_back(MyClass(4, 5, 6));
  vec.push_back(MyClass(7, 8, 9));

  // 遍历 vector 中的对象并输出相应的结果
  for (auto& obj : vec) {
    obj.print_params();
  }

  return 0;
}

在这段代码中，我们通过 std::allocator<int> 类型定义了一个内存池，然后通过 ObjAllocator 直接调用内存池类。我们使用 ObjAllocator 作为 vector 容器的内存分配器，并通过 push_back 函数向 vector 中加入 MyClass 类型的对象。在最后输出时，我们直接通过对象的引用调用 print_params 函数来打印 MyClass 对象中存储的数据。

这就是 C++ 嵌入式内存管理的详细说明，希望能帮助到您。