C++内存管理详解：从静态、栈到堆，再到智能指针的全面探索

在C++中，内存管理是一个非常重要的概念，它直接关系到程序的性能、稳定性和安全性。C++提供了多种方式来管理内存，包括静态内存分配、栈内存分配、堆内存分配以及智能指针等现代C++特性。下面分别介绍这些内存管理方式。

1. 静态内存分配

静态内存分配是在编译时完成的，用于全局变量、静态变量等。这些变量的生命周期贯穿整个程序运行期间，它们在程序开始执行前就已经分配好内存，并在程序结束时释放。

int globalVar = 10; // 全局变量，静态分配  
static int staticVar = 20; // 静态变量，静态分配

2. 栈内存分配

栈内存分配用于存储函数的局部变量和函数调用时所需的其他信息（如返回地址）。栈内存分配和释放是自动的，由编译器在函数调用和返回时自动处理。

void func() {  
    int localVar = 30; // 局部变量，栈内存分配  
}

3. 堆内存分配

堆内存分配是动态内存分配的主要方式，用于在程序运行时根据需要分配和释放内存。C++中通过new操作符分配堆内存，并通过delete操作符释放内存。堆内存分配需要程序员手动管理，因此容易出错，如内存泄漏、野指针等。

int* ptr = new int(40); // 堆内存分配  
delete ptr; // 堆内存释放

4. 智能指针

为了简化堆内存的管理，C++11及以后的版本引入了智能指针（如std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr）。智能指针能够自动管理堆内存，减少内存泄漏和野指针的风险。

• std::unique_ptr：独占所指向的对象，不允许复制，但可以移动。当unique_ptr被销毁时，它所指向的对象也会被自动删除。
• std::shared_ptr：允许多个shared_ptr实例共享同一个对象。当最后一个指向该对象的shared_ptr被销毁时，对象才会被删除。
• std::weak_ptr：不拥有其所指向的对象，主要用于解决shared_ptr之间的循环引用问题。

#include <memory>  
  
std::unique_ptr<int> uniquePtr = std::make_unique<int>(50);  
std::shared_ptr<int> sharedPtr = std::make_shared<int>(60);

5. 注意事项

• 尽量避免在栈上分配大型数据结构，这可能导致栈溢出。
• 谨慎使用new和delete，优先考虑使用智能指针管理堆内存。
• 留意内存泄漏和野指针问题，确保不再使用的堆内存被及时释放。
• 了解RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则，利用对象的生命周期来管理资源。

通过上述介绍，你应该对C++中的内存管理方式有了初步的了解。正确管理内存是编写高效、稳定C++程序的关键。