C++ ：内存管理 new&delete

int main()
{
   int * p1 = new int;  // 表示在堆上开辟了一个int类型大小的对象空间
  
   int * p2 = new int[10]; // 表示在堆上开辟了十个int类型大小的对象空间

   int * p3 = new int(10); 
 //表示开辟了一个int类型大小的对象空间，并且将这个对象初始化为int类型的10

   int * p4 = new int[10]{1,2,3,4,5};
//表示开辟了十个int类型大小的对象空间，并且给十个空间的前五个对象进行初始化，之后的对象全部初始化为0

}

【注意事项】

在初始化之前，new仅仅只是在堆上开辟了空间，并没有进行初始化操作。

delete

delete 和free的功能一样，同样都是释放空间，但有与之不同。

cpp 复制代码

int main()
{
   int * p1 = new int;  // 表示在堆上开辟了一个int类型大小的对象空间

   delete p1;
  
   int * p2 = new int[10]; // 表示在堆上开辟了十个int类型大小的对象空间

   delete[] p2;

   int * p3 = new int(10); 
 //表示开辟了一个int类型大小的对象空间，并且将这个对象初始化为int类型的10

  delete p3;


   int * p4 = new int[10]{1,2,3,4,5};
//表示开辟了十个int类型大小的对象空间，并且给十个空间的前五个对象进行初始化，之后的对象全部初始化为0

  
  delete[] p4;
 
  
}

【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[]，需要注意匹配起来使用。

如果是自定义类型那么需要进行匹配，但是如果不是自定义类型，则可以不匹配，但是最好需要匹配！

new和delete操作自定义类型

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。

cpp 复制代码

//类A
class A
{
public:

//类A的构造函数的初始化列表
 A(int a = 0)
 : _a(a)
 {
 cout << "A():" << this << endl;
 }

//类A的析构函数
 ~A()
 {
 cout << "~A():" << this << endl;
 }
private:
 int _a;
};


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));//使用了malloc进行空间的开辟，但是没有初始化操作
 A* p2 = new A(1);//调用了A的构造函数并且开辟了空间，进行了初始化操作
 free(p1);
 delete p2;

 // 内置类型是几乎是一样的
 int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // malloc函数进行空间的操作
 int* p4 = new int;//new的空间开辟操作
 free(p3); 
 delete p4;
 
 //连续开辟空间的操作
 A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A)*10);
 A* p6 = new A[10];
 free(p5);
 delete[] p6;
 

 return 0;

}

operator new 和 operator delete

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。

operator new 是对malloc的封装，operator delete是对free的封装

cpp 复制代码

int * p1 = (int*)operator new(10*4);
//operator new 的用法而后malloc的用法一样，日常是不会使用的

【关于自定义类型new申请内存】

malloc在调用失败后会返回空，但是C++是一种面向对象的，所以需要进行异常抛出，（malloc失败后是需要我们自己检查，或者我们提前写出一个失败后的检查机制，但是operator new 与new 是对malloc的封装，它封装的内部具有抛异常的函数）

但是operator new 和 malloc的用法一致，虽然多了一个检查内部异常 ，但是大部分程序员是不会使用的，程序员使用最多的还是new 和 delete

而且，new 的内部其实是 operator new 和调用构造函数，而operator new 封装了 malloc 和检查异常功能

new 的本质是一个操作符，它的底层是malloc函数，在编译器碰见new时就会自动转化为对应的代码指令

【原理】

new的原理

调用operator new函数申请空间

在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造

delete的原理

在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作

调用operator delete函数释放对象的空间

new T[N]的原理

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

在申请的空间上执行N次构造函数

delete[]的原理

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

调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间

【调用顺序】

1.new-> operator new ->malloc ->operator new ->operator new + 构造函数

2. new[] -> operator new []->operator new -> malloc ->operator new ->operator new[] ->operator new [] + n次的构造函数

【连续开辟空间问题】

自定义类型使用new连续开辟空间时，所产生的字节数会比我们需要开辟的字节数多，这个原因其实是delete的书写格式造成的。

因为delete 释放数组空间的时候，是不会在[]内部加上数字的，所以需要有一个东西让delete知道要释放多少字节，而new []会多次一个字节的空间，这个空间就算存放一个数字，给予delete进行识别要释放多少字节

当然，多开辟空间的问题只是针对于自定义类型，而内置类型并不需要多开辟空间，但是自定义类型也需要看情况：如果自定义类型没有写析构函数，而是编译器自动生成的析构函数则也不需要多开辟空间

同时，就算有析构函数但按照不匹配的写法，那么释放的位置就会出错，他少释放了最开始访问数字识别的位置，简单来说，有析构函数就会多开辟空间，但是不匹配的写法会少释放那个开辟的空间！

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