C++ ：内存管理 newdelete

news2025/1/22 9:05:30

内存区域划分

C++的动态内存的管理方式

new

new的基本使用方法

【注意事项】

delete

【注意】

new和delete操作自定义类型

operator new 和 operator delete

【关于自定义类型new申请内存】

【原理】

【调用顺序】

【连续开辟空间问题】

malloc/free和new/delete的区别

内存区域划分

【说明】

栈又叫堆栈--非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的，栈是一种用于存储局部变量和函数调用信息的内存区域。
内存映射段是高效的I/O映射方式，用于装载一个共享的动态内存库。用户可使用系统接口创建共享共享内存，做进程间通信。
堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的
数据段--存储全局数据和静态数据（被静态关键字修饰的变量）。
代码段--可执行的代码/只读常量。

C++的动态内存的管理方式

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。

new

new 负责在 堆区heap 中找到一个足以满足要求的内存。new还有另外一种变体，被称为 定位new 运算符，能够指定使用具体的内存位置。

new的基本使用方法

int main()
{
   int * p1 = new int;  // 表示在堆上开辟了一个int类型大小的对象空间
  
   int * p2 = new int[10]; // 表示在堆上开辟了十个int类型大小的对象空间

   int * p3 = new int(10); 
 //表示开辟了一个int类型大小的对象空间，并且将这个对象初始化为int类型的10

   int * p4 = new int[10]{1,2,3,4,5};
//表示开辟了十个int类型大小的对象空间，并且给十个空间的前五个对象进行初始化，之后的对象全部初始化为0

}

【注意事项】

在初始化之前，new仅仅只是在堆上开辟了空间，并没有进行初始化操作。

delete

delete 和free的功能一样，同样都是释放空间，但有与之不同。

int main()
{
   int * p1 = new int;  // 表示在堆上开辟了一个int类型大小的对象空间

   delete p1;
  
   int * p2 = new int[10]; // 表示在堆上开辟了十个int类型大小的对象空间

   delete[] p2;

   int * p3 = new int(10); 
 //表示开辟了一个int类型大小的对象空间，并且将这个对象初始化为int类型的10

  delete p3;


   int * p4 = new int[10]{1,2,3,4,5};
//表示开辟了十个int类型大小的对象空间，并且给十个空间的前五个对象进行初始化，之后的对象全部初始化为0

  
  delete[] p4;
 
  
}

【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[]，需要注意匹配起来使用。

new和delete操作自定义类型

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。

//类A
class A
{
public:

//类A的构造函数的初始化列表
 A(int a = 0)
 : _a(a)
 {
 cout << "A():" << this << endl;
 }

//类A的析构函数
 ~A()
 {
 cout << "~A():" << this << endl;
 }
private:
 int _a;
};


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));//使用了malloc进行空间的开辟，但是没有初始化操作
 A* p2 = new A(1);//调用了A的构造函数并且开辟了空间，进行了初始化操作
 free(p1);
 delete p2;

 // 内置类型是几乎是一样的
 int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // malloc函数进行空间的操作
 int* p4 = new int;//new的空间开辟操作
 free(p3); 
 delete p4;
 
 //连续开辟空间的操作
 A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A)*10);
 A* p6 = new A[10];
 free(p5);
 delete[] p6;
 

 return 0;

}

operator new 和 operator delete

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。

operator new 是对malloc的封装，operator delete是对free的封装

int * p1 = (int*)operator new(10*4);
//operator new 的用法而后malloc的用法一样，日常是不会使用的

【关于自定义类型new申请内存】

malloc在调用失败后会返回空，但是C++是一种面向对象的，所以需要进行异常抛出，（malloc失败后是需要我们自己检查，或者我们提前写出一个失败后的检查机制，但是operator new 与new 是对malloc的封装，它封装的内部具有抛异常的函数）
但是operator new 和 malloc的用法一致，虽然多了一个检查内部异常，但是大部分程序员是不会使用的，程序员使用最多的还是new 和 delete
而且，new 的内部其实是 operator new 和调用构造函数，而operator new 封装了 malloc 和检查异常功能
new 的本质是一个操作符，它的底层是malloc函数，在编译器碰见new时就会自动转化为对应的代码指令