个人主页 ： 个人主页
个人专栏 ： 《数据结构》 《C语言》《C++》
文章目录
- 前言
- 一、C++内存管理
- 1.内置类型
- 2.自定义类型
- 3.delete 与 new不匹配使用问题(VS平台下)
- 二、operator new 与 operator delete函数
- 三、 new 和delete的实现原理
- 内置类型
- 自定义类型
- 四、malloc/free 和 new/delete的区别
- 总结
前言
本篇博客作为C++：new 和 detele操作符的知识总结
一、C++内存管理
1.内置类型
int main()
{
// 动态申请一个int类型的空间
int* p1 = new int; // 未初始化
int* p2 = new int(1); // 初始化
// 动态申请10个连续的int类型的空间
int* p3 = new int[10]; // 未初始化
int* p4 = new int[10] {1, 2, 3, 4, 5}; // 初始化
delete p1;
delete p2;
delete[] p3;
delete[] p4;
return 0;
}
注意：申请连续空间初始化时与数组初始化类似
注意：申请和释放单个元素空间，使用new 和 delete操作符，申请和释放连续的空间，使用new[] 和 delete[]。
2.自定义类型
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a = 0)" << endl;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A* a = new A;
delete a;
cout << "-----------------------------" << endl;
A* aa = new A[10];
delete[] aa;
return 0;
}
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
3.delete 与 new不匹配使用问题(VS平台下)
- 对于内置类型使用不匹配问题
int main()
{
int* p1 = new int;
free(p1);
int* p2 = new int[10];
free(p2);
int* p3 = new int;
delete[] p3;
return 0;
}
对于内置类型，此时delete 就相当于 free，因此程序不会崩溃，不会造成内存泄漏。但不建议这样使用
- 对于自定义类型使用不匹配问题
class A1
{
public:
A1(int a = 0)
:_a1(a)
{
cout << "A1(int a = 0)" << endl;
}
// 未写析构函数
/*~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}*/
private:
int _a1;
};
class A2
{
public:
A2(int a = 0)
:_a2(a)
{
cout << "A(int a = 0)" << endl;
}
// 写L了析构函数
~A2()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a2;
};
对于上面A1类而言：
不会导致程序崩溃，但使用free来释放空间，如果该类型会申请空间，那么会造成内存泄漏。
对于A2类而言：
不匹配使用会造成程序崩溃，但为什么？A1类与A2类明明只有显示写出析构函数的差别。这是因为delete 释放空间的指针地址出了问题。
对于A2类使用new来开辟连续的一片空间，VS会在起始地址前多开辟一块空间来记录要调用析构函数的次数，此时delete p1指向的空间起始地址，delete[] p1指向空间起始地址前一块空间的地址。
对于A1类未显示写出析构函数，编译器会自动生成析构函数，但编译器会检查类的成员变量的类型，如果是内置类型就不做处理，是自定义类型会调用对应的析构函数，对于A1类而言其成员变量是内置类型，那么编译器就不会多开辟一个空间来记录要调用析构函数的次数，那么delete p1和delete[] p1指向同一个地址。
所以对于显示写出析构函数的自定义类型，不匹配使用会造成程序崩溃。
我们可以对A2类再做一次测试。
程序没有崩溃，但析构函数只调用了一次。
所以总的来说，对于new 和 delete的使用要匹配使用。
二、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全局函数申请空间，delete在底层调用operator delete全局函数来释放空间。
/*
operator new：该函数实际通过malloc来申请空间，当malloc申请空间成功时直接返回；申请空间
失败，尝试执行空 间不足应对措施，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否
则抛异常。
*/
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)
{
// report no memory
// 如果申请内存失败了，这里会抛出bad_alloc 类型异常
static const std::bad_alloc nomem;
_RAISE(nomem);
}
return (p);
}
/*
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
*/
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的实现
*/
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)
通过上述两个全局函数的实现知道，operator new实际也是通过malloc来申请空间，如果malloc申请空间成功就会直接返回，否则执行用户提供的空间不足应对措施，如果用户提供该措施就继续申请，否则就异常。operator delete最终是通过free来释放空间的。
三、 new 和delete的实现原理
内置类型
如果申请的内置类型的空间，new 和 malloc，delete 和 free基本类似，不同的是：new / delete申请和释放的是但个元素的空间，new[] 和 delete[]申请的是连续的空间，而且new在申请空间失败时会抛异常，malloc会返回NULL
自定义类型
- 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 - 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
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a = 0)" << endl;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A* a = new A;
delete a;
return 0;
}
-
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 -
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
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a = 0)" << endl;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A* a = new A[10];
delete[] a;
return 0;
}
四、malloc/free 和 new/delete的区别
- 共同点：
malloc / free 与 new / delete都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放空间
- 不同点：
用法(malloc使用繁琐，new使用简便)：
malloc 和 free是函数，new 和 delete是操作符
malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需要在其后跟上空间的类型即可，如果是多个对象，[]中指定对象个数即可
malloc的返回值为void*，在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间类型
malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须检查，new不需要，但new需要捕获异常底层原理(对于自定义类型)
申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成空间中资源的清理
总结
以上就是我对于new 和 delete操作符的知识总结。感谢支持！！！
