目錄

前言

1.new

2.delete

3.底層邏輯

4.定位new

5.對(duì)比

前言

??之前在使用C語(yǔ)言的時(shí)候，我們便使用?malloc?和?calloc?等函數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存的開(kāi)辟。但?C++?之中又引入了兩個(gè)操作符?new?和?delete?來(lái)代替C語(yǔ)言中的函數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存的管理。下面就一起來(lái)學(xué)習(xí)如何使用吧。

1.new

??使用?new?比使用?malloc?方便許多，只需要?new+?類(lèi)型即可完成空間申請(qǐng)。而隨著后面加的操作不同，能達(dá)到不一樣的效果。

??不僅如此使用?new?之后不需要像?malloc?那樣檢查是否開(kāi)辟成功，new?失敗會(huì)自動(dòng)拋異常(具體如何，以后再進(jìn)行講解)。

int main()
{
	int* p1 = new int;        //申請(qǐng)一個(gè)int大小的空間
	int* p2 = new int(3);     //申請(qǐng)一個(gè)int大小的空間并初始化成3
	int* p3 = new int[5];     //申請(qǐng)五個(gè)int大小的空間
    int* p4 = new int[5]{ 1,2,3,4,5 };  //申請(qǐng)五個(gè)int大小的空間并初始化
	return 0;
}

???雖然說(shuō)?C++?中同樣支持使用C語(yǔ)言的?malloc?，但在有些情況下會(huì)顯得有些捉襟見(jiàn)肘，比如以下代碼：

class A                //定義類(lèi)A
{
public:
	A(int a = 0, int b = 0)
		:_a(a)
		, _b(b)
	{}
private:
	int _a;
	int _b;
};

int main()
{
	A* p1 = new A(2, 3);   //用new動(dòng)態(tài)開(kāi)辟
	A* p2 = (A*)malloc(sizeof(A));  //用malloc動(dòng)態(tài)開(kāi)辟
	if (p2 == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 0;
	}
	return 0;
}

???通過(guò)調(diào)試我們可以看到，使用?new?開(kāi)辟出來(lái)的空間是已經(jīng)初始化好的，而使用?malloc?開(kāi)辟的空間中則是隨機(jī)值。

??這是由于?new?對(duì)于自定義類(lèi)型會(huì)調(diào)用其構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行對(duì)象的初始化。若一次申請(qǐng)?n?個(gè)對(duì)象的連續(xù)，便會(huì)調(diào)用?n?次構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行初始化。

2.delete

??有開(kāi)辟就有釋放，delete?就是進(jìn)行釋放這個(gè)工作。只需要?delete?加空間的首指針便可完成釋放，若釋放多個(gè)對(duì)象的空間則需要使用?delete[ ]。

int main()
{
	int* p1 = new int;        //申請(qǐng)一個(gè)int大小的空間
	int* p2 = new int(3);     //申請(qǐng)一個(gè)int大小的空間并初始化成3
	int* p3 = new int[5];     //申請(qǐng)五個(gè)int大小的空間
	delete p1;                //正常申請(qǐng)空間則直接delete
	delete p2;
	delete[] p3;              //帶[]申請(qǐng)則也需要用delete[]進(jìn)行釋放
	return 0;
}

??直接使用?delete[ ]?，沒(méi)有告訴系統(tǒng)空間多大那系統(tǒng)是如何釋放空間的呢？

??編譯器在?new?的時(shí)候，若遇上多組開(kāi)辟的情形時(shí)，會(huì)在開(kāi)辟的空間前額外增加一個(gè)位置用于存儲(chǔ)開(kāi)辟空間的大小。

??根據(jù)上文推導(dǎo)，delete?應(yīng)該會(huì)調(diào)用類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)進(jìn)行回收。我們可以使用下面的代碼進(jìn)行驗(yàn)證一下。

class A
{
public:
	A(int a = 7, int b = 8)
		:_a(a)
		, _b(b)
	{
		cout << "A()" << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A()";
	}
private:
	int _a;
	int _b;
};

int main()
{
	A* p1 = new A();
    delete p1;
	return 0;
}

??在當(dāng)前代碼中，只有使用了?delete?才會(huì)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，而?free?只是單純的釋放空間。若在類(lèi)之中再次進(jìn)行動(dòng)態(tài)開(kāi)辟，而不調(diào)用析構(gòu)函數(shù)進(jìn)行回收時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏。

class A
{
public:
	A(int a = 0, int b = 0)
		:_a(a)
		, _b(new int(b))
	{
		cout << "A()" << endl;
	}
	~A()
	{
		delete _b;
		cout << "~A()";
	}
private:
	int _a;
	int* _b;
};

int main()
{
	A* p1 = new A();
	return 0;
}

??若在平時(shí)的工程之中引發(fā)內(nèi)存泄漏，便會(huì)降低代碼的運(yùn)行效率。因此切記，new?和?delete?必須要配合使用。?

3.底層邏輯

??通過(guò)查看系統(tǒng)文檔，我們便能夠找到兩個(gè)全局函數(shù)。

void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{
    // try to allocate size bytes
    void *p;
    while ((p = malloc(size)) == 0)
    if (_callnewh(size) == 0)
    {
        static const std::bad_alloc nomem;
        _RAISE(nomem);
    }
    return (p);
}

void operator delete(void* pUserData)
{
	_CrtMemBlockHeader* pHead;
	RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
	if (pUserData == NULL)
		return;
	_mlock(_HEAP_LOCK); 
	__TRY
		pHead = pHdr(pUserData);
	_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
	_free_dbg(pUserData, pHead->nBlockUse);
	__FINALLY
		_munlock(_HEAP_LOCK);
	__END_TRY_FINALLY
	return;
}

#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)

???new?和 delete?是用戶(hù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存申請(qǐng)和釋放的操作符，operator new 和?operator delete 是系統(tǒng)提供的全局函數(shù)，new?在底層調(diào)用?operator new?全局函數(shù)來(lái)申請(qǐng)空間，delete?在底層通過(guò)?operator delete?全局函數(shù)來(lái)釋放空間。

??由上述的底層代碼我們發(fā)現(xiàn)，operator new 實(shí)際也是通過(guò)?malloc?來(lái)申請(qǐng)空間，如果申請(qǐng)空間成功就直接返回，否則就拋異常。而operator delete 最終是通過(guò)?free?來(lái)釋放空間的

??值得注意的是，operator new 和?operator delete?是系統(tǒng)提供的全局函數(shù)，并不是運(yùn)算符重載，只是恰好與其用了相同的名字。

??new?和 delete?的本質(zhì)上就是對(duì)?malloc?和?free?的封裝。

??new?便是先開(kāi)辟空間再調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，而?delete?則是先調(diào)用析構(gòu)函數(shù)再釋放空間。

4.定位new

??定位?new?表達(dá)式是在已分配的原始內(nèi)存空間中調(diào)用構(gòu)造函數(shù)初始化一個(gè)對(duì)象。

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{}
	~A()
	{}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A* p = (A*)malloc(sizeof(A));
	p = new(p)A;           //如果構(gòu)造函數(shù)有參數(shù)則需要傳參2
	return 0;
}

??這個(gè)操作一般是不會(huì)用到的，因?yàn)檎Ｇ闆r下我們直接使用?new?就能達(dá)到這個(gè)結(jié)果，沒(méi)有必要特意?malloc?一次再使用?new?。真正需要使用定位?new 的情況是當(dāng)我們從內(nèi)存池中申請(qǐng)空間后，由于這種申請(qǐng)出來(lái)的空間是未初始化的，因此需要調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，所以使用定位new進(jìn)行初始化。

5.對(duì)比

• malloc?和 free是函數(shù)，new?和 delete?是操作符。
• malloc?申請(qǐng)的空間不會(huì)初始化，new?可以初始化。
• malloc?申請(qǐng)空間時(shí)，需要手動(dòng)計(jì)算空間大小并傳遞，new?只需在其后跟上空間的類(lèi)型即可，如果是多個(gè)對(duì)象，即在[ ]中指定對(duì)象個(gè)數(shù)。
• malloc?的返回值為?void*?, 在使用時(shí)必須強(qiáng)轉(zhuǎn)，new?不需要。
• malloc?申請(qǐng)空間失敗時(shí)，返回的是?NULL?，因此使用時(shí)必須判空，new?不需要，new?失敗則會(huì)進(jìn)行拋異常。
• 申請(qǐng)自定義類(lèi)型對(duì)象時(shí)，malloc/free?只會(huì)開(kāi)辟和清理空間，不會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)，而?new?在申請(qǐng)空間后會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)完成對(duì)象的初始化，?delete?在釋放空間前會(huì)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)完成空間中資源的清理。

??不要將?new/delete/malloc/free?混在一起使用，否則在特定的情況下便會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。因此，最好將其區(qū)分使用，使用?new?就用?delete?使用?malloc?就用?free?釋放。

??好了，今天C++內(nèi)存管理的講解到這里就結(jié)束了，如果這篇文章對(duì)你有用的話(huà)還請(qǐng)留下你的三連加關(guān)注。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-417584.html

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