【C++】new 和 delete

一引言

二 new

三 delete

四 new和delete操作自定义类型

五 operator new与operator delete函数

六 new和delete的实现原理

1 内置类型

2 自定义类型

1 new的原理

2 delete的原理

3 new T[N]的原理

4 delete[]的原理

七定位new表达式(placement-new)

八细节

一引言

C语言内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方就无能为力，而且使用起来比较麻烦，因此C++又提出了自己的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理。

二 new

int main()
{// 动态申请一个int类型的空间int* p1 = new int;// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10int* p2 = new int(10);// 动态申请3个int类型的空间int* p3 = new int[3];//多个数据初始化int* p4 = new int[3]{1, 2, 3};return 0;
}

三 delete

int main()
{// 动态申请一个int类型的空间int* p1 = new int;// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10int* p2 = new int(10);// 动态申请3个int类型的空间int* p3 = new int[3];//多个数据初始化int* p4 = new int[3]{1, 2, 3};delete p1;delete p2;delete[] p3;delete[] p4;return 0;
}

注意：申请和释放单个元素的空间，使用new和delete操作符，申请和释放连续的空间，使用 new[]和delete[]

注意：匹配起来使用。

四 new和delete操作自定义类型

class A
{
public:A(int a = 0): _a(a){cout << "A():" << this << endl;}~A(){cout << "~A():" << this << endl;}
private:int _a;
};struct ListNode
{int _val;ListNode* _next;ListNode(int val):_val(val), _next(nullptr){}
};int main()
{// new/delete 和 malloc/free最大区别是 new/delete对于【自定义类型】除了开空间还会调用构造函数和析构函数A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));A* p2 = new A(1);free(p1);delete p2;// 内置类型是几乎是一样的A* p3 = (A*)malloc(sizeof(A) * 10);A* p4 = new A[10];free(p3);delete[] p4;//对于创建一个链表节点 我们也不像之前那些麻烦了ListNode* n1 = new ListNode(1);ListNode* n2 = new ListNode(2);ListNode* n3 = new ListNode(3);//多个对象动态内存开辟//方法1A aa1(1);A aa2(1);A aa3(1);A* p5 = new A[3]{ aa1, aa2, aa3 };//方法2A* p6 = new A[3]{ A(2), A(2), A(2) };//方法3 -->隐形类型转换A* p7 = new A[3]{ 3, 3, 3 };return 0;
}

malloc 不方便解决动态申请的自定义类型对象的初始化问题

注意：在申请自定义类型的空间时，new会调用构造函数，delete会调用析构函数，而malloc与 free不会

new : step1--> 申请对象空间 step2-->调用构造函数

delete: step1--> 调用析构函数 step2--> 释放对象空间

五 operator new与operator delete函数

new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符

operator new 和operator delete是系统提供的全局函数

new在底层调用operator new全局函数来申请空间

delete在底层通过 operator delete全局函数来释放空间。

class Stack
{
public:Stack(int capacity = 4){cout << "Stack(int capacity = 4)" << endl;_a = new int[capacity];_top = 0;_capacity = capacity;}~Stack(){cout << "~Stack()" << endl;delete[] _a;_a = nullptr;_top = 0;_capacity = 0;}
private:int* _a;int  _top;int  _capacity;
};int main()
{Stack* p1 = new Stack;delete p1;Stack* p2 = (Stack*)operator new(sizeof(Stack));operator delete(p2);// new/delete  new[]/delete[]  malloc/free// 一定要配对使用，否则结果是未定义return 0;
}

operator new 和 operator delete库里面的全局函数,封装了malloc 和 free

new : step1--> 申请对象空间 step2-->调用构造函数

step1 为什么不能用malloc 因为malloc 申请空间返回0 但是面向对象是不能接收返回值的所以创建了operator new 来处理(抛异常)

而operator delete 纯粹是为了和operator new搭对'

六 new和delete的实现原理

1 内置类型

如果申请的是内置类型的空间，new和malloc，delete和free基本类似，不同的地方是： new/delete申请和释放的是单个元素的空间，new[]和delete[]申请的是连续空间，而且new在申请空间失败时会抛异常，malloc会返回NULL。

2 自定义类型

1 new的原理

1. 调用operator new函数申请空间

2. 在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造

2 delete的原理

1. 在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作

2. 调用operator delete函数释放对象的空间

3 new T[N]的原理

1. 调用operator new[]函数，在operator new[]中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申请

2. 在申请的空间上执行N次构造函数

4 delete[]的原理

1. 在释放的对象空间上执行N次析构函数，完成N个对象中资源的清理

2. 调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间

那我们现在可以解释我们为啥要配对使用

七定位new表达式(placement-new)

定位new表达式是在已分配的原始内存空间中调用构造函数初始化一个对象。

使用格式：

new (place_address) type或者new(place_address) type(initializer - list)

place_address必须是一个指针，initializer - list是类型的初始化列表

使用场景：

定位new表达式在实际中一般是配合内存池使用。因为内存池分配出的内存没有初始化，所以如

果是自定义类型的对象，需要使用new的定义表达式进行显示调构造函数进行初始化。

class A
{
public:A(int a = 0): _a(a){cout << "A():" << this << endl;}~A(){cout << "~A():" << this << endl;}private:int _a;
};int main()
{// 构造函数自动调用A aa1;// A* p2 = new A(1);A* p1 = (A*)operator new(sizeof(A));// 不能这么显示调用构造函数//p1->A(1);// 但是可以用定位new显示调用构造函数new(p1)A(1);// 析构函数可以显示调用p1->~A();operator delete(p1);return 0;
}