C++ ——内存管理

文章目录

• 一、C++ 内存管理方式
  • 1.1 new/delete 操作内置类型
  • 1.2 new/delete 操作自定义类型
• 二、operator new 与 operator delete 函数
• 三、new 和 delete 的实现原理
  • 3.1 内置类型
  • 3.2 自定义类型
• 四、malloc/free 和 new/delete 的区别
• 总结

一、C++ 内存管理方式

C 语言的内存管理方式在 C++ 中可以继续使用，但有些地方就无能为力，而且使用起来相对繁琐一些，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。

1.1 new/delete 操作内置类型

voidtest(){// 动态申请一个 int 类型的空间int* ptr1 =newint;// 动态申请一个 int 类型的空间并初始化为 10int* ptr2 =newint(10);// 动态申请 10 个 int 类型的空间int* ptr3 =newint[10];delete ptr1;delete ptr2;delete[] ptr3;}

1.2 new/delete 操作自定义类型

在操作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 和 free 不会。

#include<iostream>usingnamespace std;classA{public:A(int a =0):_a(a){ cout <<"A():"<<this<< endl;}~A(){ cout <<"~A():"<<this<< endl;}private:int _a;};intmain(){// new/delete 调用构造函数/析构函数 A* p1 =(A*)malloc(sizeof(A)); A* p2 =newA(1);// 调用构造函数free(p1);delete p2;// 调用析构函数// 内置类型几乎一样int* p3 =(int*)malloc(sizeof(int));int* p4 =newint;free(p3);delete p4; A* p5 =(int*)malloc(sizeof(A)*10); A* p6 =new A[10];free(p5);delete[] p6;return0;}

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 全局函数来申请空间，delete 在底层通过operator delete全局函数来释放空间。

三、new 和 delete 的实现原理

3.1 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元素空间，new[] 和 delete[] 申请的是连续空间，而且 new 在申请空间失败时会抛出异常，malloc 会返回 NULL。

3.2 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
• 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

四、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。其不同点见如下表格：

总结

本文介绍了 C++ 中内存管理的操作符 new 和 delete，并详细介绍了他们的使用方法和基本原理同时与 C 中的 malloc 函数和 free 函数做对比，深化理解了二者的不同，便于更好的使用二者。