【C++】new 和 delete

目录

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10
???????int* 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10
???????int* 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1
???????A aa1(1);
???????A aa2(1);
???????A aa3(1);
???????A* p5 = new A[3]{ aa1, aa2, aa3 };

???????//方法2
???????A* 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;
}

八 细节

malloc/free和new/delete的区别

malloc / free和new / delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。

不同的地方是：

1. malloc和free是函数，new和delete是操作符

2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化

3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需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

4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型

5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需要捕获异常

6. 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

缺了好久没写博客, 主要学校的事情太忙了最近, 本节还是很容易的但是非常重要, 注重理解就好

继续加油!