C++超详细探究new/delete的使用_C 语言

内存管理

在C++中，一个可执行程序的虚拟地址空间可分为，内核、栈、共享库的内存映射区域、堆、数据区和代码段，具体分布额如下图所示：

内核: 操作系统

栈区: 函数的形参，非静态的局部变量，函数现场保护数据等等，栈是向下增长的。

共享库的内存映射区域 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内存，做进程间通信。

堆区: 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，分为.bss 和.data 。

代码段: 可执行的程序（机器指令）和 常量数据。

C的动态内存管理：

new/delete

在C++中 ，关于动态内存的申请，依靠关键字new来实现，new在有三种用法：

1.new运算符的使用

示例如下：

int n = 10;
int *ipa = new int (10); 
int *ipb = new int [n](10);
int *ipc = new int[n]{1,2,3,4,5,6,7,8};

在这里new主要做了三个操作，

• 申请一个空间
• 在申请的空间中构造一个int 的对象，并将该对象返回到空间中
• 将空间的地址返回

在上述的代码中，我们可以开辟一个空间如 ipa 所示；我们也可以开辟一组空间如ipb所示；我们也可以开辟一组空间的同时给所有或者部分元素给定初始值如ipc所示。

当然，动态内存的开辟后，需要我们去手动去释放它，在C++ 中，我们通过delete来释放内存，如下所示

delete ipa；
delete[]ipb;
delete[]ipc;

如上代码所示，当我们开辟一个空间时，我们可以直接通过其地址释放，当我们申请一组空间时，我们需要加上**[]**，需要告诉编译器，我们要释放一组内存。

注： 当我们释放一组内存时，我们不需要在[]里面写入需要释放的动态内存的数目，原因是当我们通过new去申请一组动态内存时，编译器会自动开辟空间去保存new开辟的空间的数目大小，当我们使用delete 来释放空间时，编译器会自动去访问这个空间来查看开辟的内存大小数目。

2.new的函数方法的使用

new当作函数使用时，其功能和malloc及其相似，唯一不同的地方在与 当申请内存失败时，malloc会返回NULL，因此，我们在每次使用malloc时候必须对指针进行判空；但是new申请内存失败后是抛出异常，所以需要捕获异常处理程序；

示例如下：

int n = 10;
int *ipa = (int*)::operator new(sizeof(int));
// 			     (int*)malloc(sizeof(int));
int *ipb = (int*)::operator new(sizeof(int)*n);
// 				  (int*)malloc(sizeof(int)*n);

当然，我们也需要delete去释放其空间

 delete(ipa);
 delete(ipb);

3.定位new

定位new的用法主要是，它不会去自己开辟空间，而是一块已知的内存上分配给一个对象，但是内存上的数据不会被覆盖或者改写，其代码示例如下：

int n = 10;
int* ipa = (int*)malloc(sizeof(int));
int* ipb = (int*)::operator new(sizeof(int) * n);
new(ipa) int(20);
new(ipb) int[]{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };

并且 ，通过定位new的方法去把已经申请的存在的内存分配的方法，它可以去分配堆里面的内存，也可以去分配栈里面的内存；定位new的方法也可以将原本申请为int类型的内存看成char/double来显示。

注： 关于C++的内置类型 int/double/char 等等 ，并不是编译器将其划分，而是使用者自身，当我们把数据按照4个字节当一个整体来看待，那么其就是整型，若是按照一个字节为一个单位，那就是char类型；若是8个字节看成一个单位，那就是double类型。而数据在内存存储的值并不会发生任何改变。

new/delete/malloc/free区别

1、new/delete 是C++中的运算符。 malloc / free 是函数。

2、 malloc申请内存空间时，手动计算所需大小，new只需类型名，自动计算大小；

3、 malloc申请的内存空间不会初始化，new可以初始化；

4、 malloc的返回值为void*, 接收时必须强转，new不需要；

5、 malloc申请内存空间失败时，返回的是NULL，使用时必须判空；

new申请内存空间失败时抛出异常，所以要有捕获异常处理程序；