C++ — new和delete的总结

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-09-29 04:10 192阅读 0赞

# C++动态内存管理 #

C语言用malloc,calloc,relloc和free来进行动态内存管理。但是在C++中就变得不一样了。 C++通过new和delete动态管理 内存。

new/delete动态管理 对象。  new\[\]/delete\[\]动态管理对象数组。

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这里提一下，malloc和free，new和delete，new\[\]和delete\[\]一定要成对出现。 记住重要的事情说三遍。 下面的的代码是对他们

一点简单的使用：

让我们来看看运行结果：

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这个operator delete你不要以为是运算符重载，千万别这样想，接下来我会介绍到。

我们知道C++是兼容C的，C中已经有C库malloc/free等来动态管理内存，但是人们想要更方便的 操作符申请空间，不需要 强制转化

类 型，不需要计算需 要的字节数，这时候new和delete操作符 出现了，他们使用起来只是一个操作符，方便又使用

malloc/free和new/delete的区别和联系?

1.它们都是动态管理内存的入口。

2.malloc/free是C/C++标准库的函数，new/delete是C++操作符。

3.malloc/free只是动态分配内存空间/释放空间。而new/delete除了分配空间还会调用构造 函数和析构函数进行初始化

与清理（清 理成员）。

4.malloc/free需要手动计算类型大小且返回值会void\*，new/delete可自己计算类型的大小， 返回对应类型的指针。

#  #

*  C++的其他内存管理接口（placement版本）

void \* operator new (size\_t size);  
void operator delete (size\_t size);  
void \* operator new \[\](size\_t size);  
void operator delete\[\] (size\_t size);

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总结:

1.operator new/operator delete operator new\[\]/operator delete\[\]  和 malloc/free用法一样。

2.他们只负责分配空间/释放空间，不会调用对象构造函数/析构函数来初始化/清理对象。

3.实际operator new和operator delete只是malloc和free的一层封装。

new做了两件事：

1.调用operator new分配空间。

2.调用构造函数初始化对象。

delete也做了两件事：

1.调用析构函数清理对象。

2.调用operator delete释放空间。

new\[N\]也做了两件事：

1.调用operator new分配空间。

2.调用N次构造函数分别初始化每个对象。

delete\[N\]也做了两件事：

1.调用N次析构函数清理对象。

2.调用operator delete释放空间。

接下来我尝试查看一下他们的底层实现：

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刚刚我开始调试进入new的内部，我们按F11进入new的内部后发现了operator new函数，然后我们又 在operator函数里

发现 了malloc，所以说new的底层实现就是malloc，但是new是一个操作符。

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我们已经知道了new的内部结构，接下来我们来看看delete内部的结构，F11进入operator delete函数，我们 在里面看

到了 一个熟悉的身影，那就是\_free \_dbg这个是什么东西，这个也不是free啊。 我们现在调出free的底层实现，我们 来

看看这 个\_free \_dbg是什么东西？

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我们发现free函数里面，其实参数都传到了这个函数中，也就是它就是用来释放空间，所以所delete的底层

实现也是使用了free~

总结一下，new\[\]和delete\[\]其实和new和delete差不多，他们的底层实现都是用到了malloc和free，但是功能

和实用性都高于malloc和free。

还有一个东西，看下面代码。

class A
    {
    public:
    	A()
    	:_num(10)
    	{
    		cout << "构造函数调用了" << endl;
    	}
    	~A()
    	{
    		cout << "析构函数调用了" << endl;
    	}
    private:
    	int _num;
    };
    int main()
    {
    	A* i = new A[10];
    	delete[] i;
    	system("pause");
    	return 0;
    }

当程序走到new的时候按道理我们会觉得，会为i开辟40个空间，但是结果呢？ 来看看

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不是应该是40吗？很多人就不明白了？？ 为什么是44？？ 这个在头上多出来的4个字节是干什么用的呢？

这里我简单的说一下，只要涉及有多个类空间的开辟（也就是new A\[N\]），系统需要知道我在释放空间时需要

调用多少次析构函数，这时候会在多开辟出4个空间，放在这段空间的头部，用来存放 调用析构函数时调用的次数！

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这个知识点挺偏的，但是却很有意思的~

你可以试试读取ptr前4个字节的内容，看看结果是不是你new\[N\]中的N。

最后我们用一张图剖析一下new/delete & new\[\]/delete\[\]。

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最后我要对这个new和delete进行简单的实现：

class Array
    {
    public :
         Array (size_t size = 10)
            : _size(size )
            , _a(0)
        {
             cout<<"Array(size_t size)" <<endl;
             if (_size > 0)
            {
                 _a = new int[ size];
            }
        }
    
        ~ Array()
        {
             cout<<"~Array()" <<endl;
             if (_a )
            {
                 delete[] _a ;
                 _a = 0;
                 _size = 0;
            }
        }
    private :
         int*    _a ;
         size_t  _size ;
    };
    
    void Test ()
    {
         // 1.malloc/free + 定位操作符new()/显示调用析构函数，模拟 new和delete 的行为
         Array* p1 = (Array*) malloc(sizeof (Array));
         new(p1 ) Array(100);
    
         p1->~Array ();
         free(p1 );
    
         // 1.malloc/free + 多次调用定位操作符new()/显示调用析构函数，模拟 new[]和delete[] 的行为
         Array* p2 = (Array*) malloc(sizeof (Array)*10);
         for(int i = 0; i < 10; ++i )
        {
             new(p2 +i) Array;
        }
    
         for(int i = 0; i < 10; ++i )
        {
             p2[i ].~Array();
        }
         free(p2 );
    }

最后这个算一个扩展的图，我就是觉得挺有用就放上来了

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