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前言
new和delete是C++里非常重要的两个关键字，意味着从“自由存储（堆）”分配指定大小的内存和释放掉这些内存。这些用法哪怕初学者也会，但是今天要讲的不是这个。今天要讲的是使用中容易忽视的细节和可能引发的错误
一、new和delete介绍
首先，new和delete总是成对出现，顺序也不能错。一定是先new再delete。其次，new和delete是针对单个对象，还有new[]和delete[]针对数组。最后，我们先从最简单的使用开始，慢慢带入。
二、简单使用
1.new和delete
这段代码演示针对内置对象的使用。
代码如下（示例）：
#include <iostream>
using namespace std;
void test_1(){
auto* p = new int;
delete p;
}
p是指向一块new出来的“自由存储”，delete负责回收掉这块存储。这应该是最简单的用法了，需要注意的是p是局部变量，出了作用域p就被回收了（p在栈里），如果你没有在这里delete p，那么这块存储就一直在，一直不能被回收，直到你的程序结束被系统回收。
当然这还不是p面临的所有问题，还有其他问题后面再说。
2.自定义对象
new和delete还可以操作自定义对象。
代码如下（示例）：
#include <iostream>
using namespace std;
struct t{
t()= default;//没有特殊操作
explicit t(int){}//阻止隐式转换
};
void test_2() {
auto* p = new t;//默认构造
auto* q = new t(1);//带参构造
delete p;
delete q;
}
用法和内置类型最大的差别就是在构造函数上，构造函数分为有参和无参，new不同的构造函数会调用不同的构造函数，除此之外没有大差别，delete不区分有参和无参，会调用同一个“析构函数”，如果你在自定义对象里面又申请了自由存储，切记在析构里回收掉。
3.new[]和delete[]
和new与delete的组合差不多，请看代码:
#include <iostream>
using namespace std;
void test_3(){
auto*p = new int[10];
delete[] p;
}
唯一的差别就是new[]针对的是数组，delete后面必须要加上[]。
4.主存耗尽
上面说了test_1()里面还有一个bug：这个bug在平常使用中不会出现，只有特殊情况才会触发。这个错误我详细描述下：new出来的空间在RAM上，甚至可能还带上一些SWAP空间，这些空间是有限的，当空间不足的时候会抛出一个std::bad_alloc错误，这个异常你要把它抓住，要不然会导致程序异常终止。具体复现代码请看：
#include <iostream>
using namespace std;
void test_4(){
for(;;)
auto p = new int[8192];
}
我建议你复现之前保存下重要工作！我是在windows11上操作的，由于这个系统自带bug，我差点把它玩崩溃掉。
不出意外的话意外发生了：
terminate called after throwing an instance of 'std::bad_alloc'
what(): std::bad_alloc
当然系统还给了我另一个提示：
最后画面突然黑了两下，系统短暂卡死！当然，我今天不是来给windows11找bug的，测完这个之后操作系统感觉不太对劲，我重启了它。原因是主存耗尽，引发其它程序也不能正常运行。
这里有一个问题需要特别强调下：因为是模拟主存耗尽，而且是我的程序吃掉了绝大多数的主存，所以最后我的程序同时被操作系统检测到了“问题”，虽然在windows11上没有把我“杀死”，实测在Ubuntu上这么操作是会被操作系统直接杀死的。原因是：为了操作系统的稳定运行，会保留一部分主存给操作系统用，一旦出现主存耗尽的情况，操作系统会自主决定杀死一些“占用大”的程序来保证“自身”的运行。
所以，还有一种情况：本来主存就不足了，而我的程序同时也不是占用最大的那个，操作系统就可能决定不杀死我的程序，转而杀死其它占用大的程序。但是，不代表我们就安全了，我们还面临一个问题，那就是std::bad_alloc。这个问题怎么解决？
很多人可能没想过这个问题，而事实是绝大多数场景下你都不会面临这个问题。但是，凡事总有万一，如果你不处理这个问题，你的程序就提前终结，这肯定不是你想要的结果。
庆幸的是，C++标准给了我们解决方法，请看下面。
5.try&catch
没错，它闪亮登场了。只要是异常就归它管，这里的std::bad_alloc异常是派生自std::exception，我们只要抓住它就可以了。
请看示例：
#include <iostream>
using namespace std;
void test_5() {
try {
auto *p = new int;
//...
delete p;
} catch (bad_alloc &e) {
//...
}
}
看起来很完美，唯一的缺点就是每次new都要try&catch，增加了繁琐性。有没有一个稍微简单的方法？请看下面：
6.nothrow
new和delete可以选择nothrow版本，具体类似于下下面的样子：
意思就是，如果主存耗尽，或者由于其他原因不能正常操作，不抛出异常。
示例代码：
#include <iostream>
using namespace std;
void test_6() {
auto *p = new(nothrow) int;
if(p){
//...
}
delete p;
}
这里new只要加上nothrow参数指名不抛出异常，但也不代表一定申请成功，所以还需要if判断。写法没有try&catch那么臃肿，比较推荐这个方法。
原则上，我们无法知道哪一次new会导致这种问题，所以如果你不想有意外惊喜，又或者确实有这个需要的话，就做一些处理吧。
7.看下源代码
C++标准库的源代码对new&delete和new[]&delete[]分别做了重载。
// Macro for noexcept, to support in mixed 03/0x mode.
#ifndef _GLIBCXX_NOEXCEPT
# if __cplusplus >= 201103L
# define _GLIBCXX_NOEXCEPT noexcept
# define _GLIBCXX_NOEXCEPT_IF(...) noexcept(__VA_ARGS__)
# define _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT noexcept
# define _GLIBCXX_THROW(_EXC)
# else
# define _GLIBCXX_NOEXCEPT
# define _GLIBCXX_NOEXCEPT_IF(...)
# define _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT throw()
# define _GLIBCXX_THROW(_EXC) throw(_EXC)
# endif
#endif
//@{
/** These are replaceable signatures:
* - normal single new and delete (no arguments, throw @c bad_alloc on error)
* - normal array new and delete (same)
* - @c nothrow single new and delete (take a @c nothrow argument, return
* @c NULL on error)
* - @c nothrow array new and delete (same)
*
* Placement new and delete signatures (take a memory address argument,
* does nothing) may not be replaced by a user's program.
*/
_GLIBCXX_NODISCARD void* operator new(std::size_t) _GLIBCXX_THROW (std::bad_alloc)
__attribute__((__externally_visible__));
_GLIBCXX_NODISCARD void* operator new[](std::size_t) _GLIBCXX_THROW (std::bad_alloc)
__attribute__((__externally_visible__));
void operator delete(void*) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
__attribute__((__externally_visible__));
void operator delete[](void*) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
__attribute__((__externally_visible__));
#if __cpp_sized_deallocation
void operator delete(void*, std::size_t) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
__attribute__((__externally_visible__));
void operator delete[](void*, std::size_t) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
__attribute__((__externally_visible__));
#endif
_GLIBCXX_NODISCARD void* operator new(std::size_t, const std::nothrow_t&) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
__attribute__((__externally_visible__, __alloc_size__ (1), __malloc__));
_GLIBCXX_NODISCARD void* operator new[](std::size_t, const std::nothrow_t&) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
__attribute__((__externally_visible__, __alloc_size__ (1), __malloc__));
void operator delete(void*, const std::nothrow_t&) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
__attribute__((__externally_visible__));
void operator delete[](void*, const std::nothrow_t&) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
__attribute__((__externally_visible__));
从源代码里可以看出：默认的delete和delete[]都是noexcept的，默认的new是可以throw的，当我们指定nothrow的时候它就调用noexcept那个版本了。这个特性是C++11（201103L）以后的版本支持的，切记！关于C++的版本代号请查询官方文档，这里不再赘述。
这里有个小插曲：函数声明为noexcept的特性由C++标准提供强保证，简而言之就是C++标准保证声明为new（nothrow）的函数一定不会抛出异常，可以放心大胆地使用。有意思的是，我们自己也可以把一个函数声明为noexcept的，编译器会对其进行优化，当然你也要保证这个函数一定不会抛出异常，假如抛出了会怎么办？你可以自己试一试。
总结
1、总体没什么难度，多注意下就不会出错。
2、有疑问，或者有不对的地方请在此留言，我可以在邮箱收到提醒邮件。
3、文明交流，请勿谩骂。
