C++——new和delete關鍵字-創(chuàng)新互聯(lián)

什么是new和delete

new和delete不是函數(shù)，和sizeof一樣都是C++定義的關鍵字，不同的是sizeof在編譯時就可以確定其返回值，而new和delete相對復雜

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示例

string *ps = new string("hello world");

如果換做c語言，上面這句話就會變成：

char *ps = (char *)malloc(sizeof(char)*12);
ps = "hello world";

這里就可以看出new和mallocc的幾點不同：

• malloc申請完空間后不會對內存進行必要的初始化，而new可以
• new操作符內存分配成功時，返回的是對象類型的指針，類型嚴格與對象匹配，無須進行類型轉換，即new是類型安全性的操作符；而malloc內存分配成功后返回的是void*，需要通過強制類型轉換，將通用類型指針void*轉換成所需要的指針
• new操作符申請內存分配時無須指定內存塊的大小，編譯器會根據(jù)類型信息自行計算；而malloc需要顯示地寫出所需內存塊的大小

new和malloc更多的不同請參考此文章

總結表

特征	new/delete	malloc/free
分配內存的位置	自由存儲區(qū)	堆
內存分配成功的返回值	完整類型指針	void*
內存分配失敗的返回值	默認拋出異常	返回NULL
分配內存的大小	由編譯器根據(jù)類型計算得出	必須顯式指定字節(jié)數(shù)
處理數(shù)組	有處理數(shù)組的new版本new[]	需要用戶計算數(shù)組的大小后進行內存分配
已分配內存的擴充	無法直觀地處理	使用realloc簡單完成
是否相互調用	可以，看具體的operator new/delete實現(xiàn)	不可調用new
分配內存時內存不足	客戶能夠指定處理函數(shù)或重新制定分配器	無法通過用戶代碼進行處理
函數(shù)重載	允許	不允許
構造函數(shù)與析構函數(shù)	調用	不調用

new和delete的背后機制

通過示例說明:

class A
{private:
    int var;
    FILE *file;
   public:
   	A(int v): var(v) {fopen_s(&file, "test", "r");
    }
    ~A(){fclose(file);
    }
};

類A中有兩個私有成員，一個構造函數(shù)和析構函數(shù)，構造函數(shù)根據(jù)傳遞參數(shù)初始化var并且打開文件，析構函數(shù)關閉文件

我們使用下面代碼創(chuàng)建一個類的對象，返回其指針pa

A *pa = new A(10);

如下圖所示new完成的工作：

可以將new實例化對象的過程分為三步：

1. 分配指定大小的內存塊；
2. 在內存塊上調用構造函數(shù)對類對象進行初始化
3. 返回內存塊的地址（指針）

那么delete會做什么呢？

delete pa;

如下圖所示：

即將delete一個對象的過程也可以分兩步：

1. 先調用析構函數(shù)，將打開的文件關閉
2. 釋放pa所指內存塊的空間，即pa變成空指針

申請和釋放一個數(shù)組

常用的動態(tài)分配一個數(shù)組方法

string *psa = new string[10];
int *pia = new int[10];

上面在申請數(shù)組的時候都用到了new []表達式，第一個數(shù)組是string類型，在分配了保存對象的內存空間（10個string的大?。⒄{用string類的默認構造函數(shù)來依次初始化每個元素，最后返回第一個string的地址作為string數(shù)組的地址；第二個數(shù)組是int類型的，int是內置類型不存在構造函數(shù)，所以new的過程中，不存在初始化，只分配了10個int類型的內存空間。

如果想釋放空間，則使用下面語句

delete [] psa;
delete [] pia;

都用到了delete []表達式，注意這個[]一般情況下不能漏下。釋放string數(shù)組的空間時，先對數(shù)組內的每個元素都調用析構函數(shù)析構對象，再釋放掉整個數(shù)組的空間；而在釋放int數(shù)組時，因為不存在析構函數(shù)，所以會直接釋放整個int數(shù)組的空間。

可以看到delete的[]中并沒有填數(shù)組的大小，那么delete關鍵字怎么知道需要調用析構函數(shù)多少次呢？

回到new [size]，我們new一個對象數(shù)組時，還需要保存數(shù)組的維度，c++的做法是在分配數(shù)組空間時多分配4個字節(jié)，專門保存數(shù)組的大小，在delete []時就可以取出這個保存的數(shù)，就知道需要調用析構函數(shù)多少次了。

依舊以類A為例，

A *pAa = new A[3];

發(fā)生過程如下圖：

注意到，在申請數(shù)組對象的上面確實多分配了4個字節(jié)用來保存數(shù)組的大小，但是最終返回的地址（指針）是指向第一個數(shù)組元素的。

在釋放空間時：

delete []pAa;

發(fā)生的過程如下圖：

要注意的是，先從目標地址的前4個字節(jié)中，取出數(shù)作為調用析構函數(shù)的次數(shù)，依次析構數(shù)組內的元素；最后在釋放內存空間的時候，傳遞給operator delete[]()的參數(shù)是pAa-4，即還要釋放前面4個字節(jié)

new/delete與new[]/delete[]的配對使用

經過上面的分別對new/delete和new[]/delete[]的使用，可以得知這兩對之間一般情況下不能拆開隨意組合，不然會導致嚴重的內存泄露/重復釋放問題：

string *psa = new string[10];
delete psa;

如果delete沒有后面的[]意味它只會析構一次，那么剩下的9個string對象和上面的4字節(jié)數(shù)將永遠不會被釋放，當數(shù)組很大時會造成很嚴重的內存泄露；相反如果是new/delete[]會導致重復釋放內存的問題。

一般情況下意味也有特殊情況，如下所示：

int *pia = new int[10];
delete pia;

這個操作又是合理的，因為差別在int和string不同，int是內置類型，不存在構造和析構函數(shù)，也就是說new[]的時候多分配的4個字節(jié)，是因為delete的時候需要知道調用析構函數(shù)的次數(shù)，但是當對象類型都沒有析構函數(shù)時，也就沒有多分配這4個字節(jié)的必要。直接delete pia給operator delete傳遞的參數(shù)就是pia的值（數(shù)組第一個元素的地址），直接釋放所分配的內存塊大小即可，無需析構。

參考文章
淺談 C++ 中的 new/delete 和 new[]/delete[]

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文章出自：http://muchs.cn/article44/coiohe.html

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