C++內(nèi)存管理（new和delete）

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了C++內(nèi)存管理（new和delete）。希望對(duì)大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，請(qǐng)大家不吝賜教，您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問(wèn)。

1. new/delete操作內(nèi)置類(lèi)型

2. new和delete操作自定義類(lèi)型

3. operator new與operator delete函數(shù)?

4 .new和delete的實(shí)現(xiàn)原理

1 .內(nèi)置類(lèi)型

2 .自定義類(lèi)型

new的原理

delete的原理

new T[N]的原理

delete[]的原理

5. 定位new表達(dá)式(placement-new)

6. malloc/free和new/delete的區(qū)別

7.內(nèi)存泄漏

內(nèi)存泄漏分類(lèi)

8.如何檢測(cè)內(nèi)存泄漏

9.如何避免內(nèi)存泄漏

1. new/delete操作內(nèi)置類(lèi)型

	// 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)一個(gè)int類(lèi)型的空間
	int* p1 = new int;
	int* p2 = new int[1];

	// 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)一個(gè)int類(lèi)型的空間并初始化為10
	int* p3 = new int(10);

	// 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)10個(gè)int類(lèi)型的空間
	int* p4 = new int[3];
	delete p1;
	delete p3;
	delete[] p2;
	delete[] p4;//數(shù)組申請(qǐng)數(shù)組釋放，有時(shí)候?yàn)榧嫒菪跃退闶情_(kāi)辟一個(gè)空間也用數(shù)組的方式申請(qǐng)。

2. new和delete操作自定義類(lèi)型

#include<iostream>
using namespace std;
class test {
private:
	int _a;
	char _b;
	long _c;
public:
	test()
		:_a(0),
		_b('0'),
		_c(0)
	{
		cout << "test()" << endl;
	}
	~test()
	{
		cout << "~test()" << endl;
	}
};

int main()
{
	test A;
	cout << "-----------------------------------------------------------------" << endl;
	test* p = new test;
	cout << "-----------------------------------------------------------------" << endl;
	test* p2 = new test[10];
	cout << "----------------------------------------------------------------" << endl;
	delete p;
	cout << "----------------------------------------------------------------" << endl;

	delete []p2;
	cout << "----------------------------------------------------------------" << endl;
}

C++內(nèi)存管理（new和delete）

在申請(qǐng)自定義類(lèi)型的空間時(shí)，new會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，delete會(huì)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，而malloc與 free不會(huì)。

3. operator new與operator delete函數(shù)?

1 .operator new與operator delete函數(shù)

?new和delete是用戶進(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。

/*
operator new：該函數(shù)實(shí)際通過(guò)malloc來(lái)申請(qǐng)空間，當(dāng)malloc申請(qǐng)空間成功時(shí)直接返回；申請(qǐng)空間
失敗，嘗試執(zhí)行空間不足應(yīng)對(duì)措施，如果這個(gè)應(yīng)對(duì)措施用戶設(shè)置了，則繼續(xù)申請(qǐng)，否
則拋異常。
*/
void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{
// try to allocate size bytes
void *p;
while ((p = malloc(size)) == 0)

通過(guò)上述兩個(gè)全局函數(shù)的實(shí)現(xiàn)知道，operator new 實(shí)際也是通過(guò)malloc來(lái)申請(qǐng)空間，如果
malloc申請(qǐng)空間成功就直接返回，否則執(zhí)行用戶提供的空間不足應(yīng)對(duì)措施，如果用戶提供該措施
就繼續(xù)申請(qǐng)，否則就拋異常。operator delete 最終是通過(guò)free來(lái)釋放空間的。
 
new和delete的實(shí)現(xiàn)原理
內(nèi)置類(lèi)型
     if (_callnewh(size) == 0)
     {
         // report no memory
         // 如果申請(qǐng)內(nèi)存失敗了，這里會(huì)拋出bad_alloc 類(lèi)型異常
         static const std::bad_alloc nomem;
         _RAISE(nomem);
     }
return (p);
}
/*
operator delete: 該函數(shù)最終是通過(guò)free來(lái)釋放空間的
*/
void operator delete(void *pUserData)
{
     _CrtMemBlockHeader * pHead;
     RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
     if (pUserData == NULL)
         return;
     _mlock(_HEAP_LOCK);  /* block other threads */
     __TRY
         /* get a pointer to memory block header */
         pHead = pHdr(pUserData);
          /* verify block type */
         _ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
         _free_dbg( pUserData, pHead->nBlockUse );
     __FINALLY
         _munlock(_HEAP_LOCK);  /* release other threads */
     __END_TRY_FINALLY
     return;
}
/*
free的實(shí)現(xiàn)
*/
#define   free(p)               _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)

4 .new和delete的實(shí)現(xiàn)原理

1 .內(nèi)置類(lèi)型

如果申請(qǐng)的是內(nèi)置類(lèi)型的空間，new和malloc，delete和free基本類(lèi)似，不同的地方是：

new/delete申請(qǐng)和釋放的是單個(gè)元素的空間，new[]和delete[]申請(qǐng)的是連續(xù)空間，而且new在申請(qǐng)空間失敗時(shí)會(huì)拋異常，malloc會(huì)返回NULL。

2 .自定義類(lèi)型

new的原理

1. 調(diào)用operator new函數(shù)申請(qǐng)空間

2. 在申請(qǐng)的空間上執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)，完成對(duì)象的構(gòu)造

delete的原理

1. 在空間上執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)，完成對(duì)象中資源的清理工作

2. 調(diào)用operator delete函數(shù)釋放對(duì)象的空間

new T[N]的原理

1. 調(diào)用operator new[]函數(shù)，在operator new[]中實(shí)際調(diào)用operator new函數(shù)完成N個(gè)對(duì)象空間的申請(qǐng)

2. 在申請(qǐng)的空間上執(zhí)行N次構(gòu)造函數(shù)

delete[]的原理

1. 在釋放的對(duì)象空間上執(zhí)行N次析構(gòu)函數(shù)，完成N個(gè)對(duì)象中資源的清理

2. 調(diào)用operator delete[]釋放空間，實(shí)際在operator delete[]中調(diào)用operator delete來(lái)釋放空間

5. 定位new表達(dá)式(placement-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。

使用格式:

new (place_address) type或者new (place_address) type(initializer-list) place_address必須是一個(gè)指針，initializer-list是類(lèi)型的初始化列表

使用場(chǎng)景:

定位new表達(dá)式在實(shí)際中一般是配合內(nèi)存池使用。因?yàn)閮?nèi)存池分配出的內(nèi)存沒(méi)有初始化，所以如果是自定義類(lèi)型的對(duì)象，需要使用new的定義表達(dá)式進(jìn)行顯示調(diào)構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行初始化。

 // p1現(xiàn)在指向的只不過(guò)是與A對(duì)象相同大小的一段空間，還不能算是一個(gè)對(duì)象，因?yàn)闃?gòu)造函數(shù)沒(méi)
有執(zhí)行
 A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
 new(p1)A;  // 注意：如果A類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)有參數(shù)時(shí)，此處需要傳參
 p1->~A();
 free(p1);
 A* p2 = (A*)operator new(sizeof(A));
 new(p2)A(10);
 p2->~A();
 operator delete(p2);
  return 0;

6. malloc/free和new/delete的區(qū)別

malloc/free和new/delete的共同點(diǎn)是：都是從堆上申請(qǐng)空間，并且需要用戶手動(dòng)釋放。

不同的地方是：

1. malloc和free是函數(shù)，new和delete是操作符

2. malloc申請(qǐng)的空間不會(huì)初始化，new可以初始化

3. 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，[]中指定對(duì)象個(gè)數(shù)即可

4. malloc的返回值為void*, 在使用時(shí)必須強(qiáng)轉(zhuǎn)，new不需要，因?yàn)閚ew后跟的是空間的類(lèi)型

5. 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，但是new需要捕獲異常

6. 申請(qǐng)自定義類(lèi)型對(duì)象時(shí)，malloc/free只會(huì)開(kāi)辟空間，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

7.內(nèi)存泄漏

什么是內(nèi)存泄漏：內(nèi)存泄漏指因?yàn)槭韬龌蝈e(cuò)誤造成程序未能釋放已經(jīng)不再使用的內(nèi)存的情況。內(nèi) 存泄漏并不是指內(nèi)存在物理上的消失，而是應(yīng)用程序分配某段內(nèi)存后，因?yàn)樵O(shè)計(jì)錯(cuò)誤，失去了對(duì) 該段內(nèi)存的控制，因而造成了內(nèi)存的浪費(fèi)。

內(nèi)存泄漏的危害：長(zhǎng)期運(yùn)行的程序出現(xiàn)內(nèi)存泄漏，影響很大，如操作系統(tǒng)、后臺(tái)服務(wù)等等，出現(xiàn) 內(nèi)存泄漏會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)越來(lái)越慢，最終卡死。

內(nèi)存泄漏分類(lèi)

C/C++程序中一般我們關(guān)心兩種方面的內(nèi)存泄漏：

堆內(nèi)存泄漏(Heap leak) 堆內(nèi)存指的是程序執(zhí)行中依據(jù)須要分配通過(guò)malloc / calloc / realloc / new等從堆中分配的一塊內(nèi)存，用完后必須通過(guò)調(diào)用相應(yīng)的 free或者delete 刪掉。假設(shè)程序的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤導(dǎo)致這部分內(nèi)存沒(méi)有被釋放，那么以后這部分空間將無(wú)法再被使用，就會(huì)產(chǎn)生Heap Leak。

系統(tǒng)資源泄漏指程序使用系統(tǒng)分配的資源，比方套接字、文件描述符、管道等沒(méi)有使用對(duì)應(yīng)的函數(shù)釋放掉，導(dǎo)致系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，嚴(yán)重可導(dǎo)致系統(tǒng)效能減少，系統(tǒng)執(zhí)行不穩(wěn)定。

8.如何檢測(cè)內(nèi)存泄漏

在vs下，可以使用windows操作系統(tǒng)提供的_CrtDumpMemoryLeaks() 函數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單檢測(cè)，但是該函數(shù)只報(bào)出了大概泄漏了多少個(gè)字節(jié)，沒(méi)有其他更準(zhǔn)確的位置信息。

9.如何避免內(nèi)存泄漏

1. 工程前期良好的設(shè)計(jì)規(guī)范，養(yǎng)成良好的編碼規(guī)范，申請(qǐng)的內(nèi)存空間記著匹配的去釋放。ps：這個(gè)理想狀態(tài)。但是如果碰上異常時(shí)，就算注意釋放了，還是可能會(huì)出問(wèn)題。需要下一條智能指針來(lái)管理才有保證。

2. 采用RAII思想或者智能指針來(lái)管理資源。

3. 有些公司內(nèi)部規(guī)范使用內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的私有內(nèi)存管理庫(kù)。這套庫(kù)自帶內(nèi)存泄漏檢測(cè)的功能選項(xiàng)。

4. 出問(wèn)題了使用內(nèi)存泄漏工具檢測(cè)。

總結(jié): 內(nèi)存泄漏非常常見(jiàn)，解決方案分為兩種：

1、事前預(yù)防型。如智能指針等。

2、事后查錯(cuò)型。如泄漏檢測(cè)工具。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-431006.html

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