C++动态内存的管理

今天来分享C++动态内存管理相关知识，闲言勿谈，直接上干货。

1. 动态内存的开辟和销毁(new和delete)

(1)前置知识：我们知道c语言有malloc和calloc和realloc三个函数可以进行动态的开辟内存，那么它们有什么区别呢？首先是malloc，malloc表示直接在堆上动态开辟内存空间，返回void,而calloc不仅可以直接在堆上动态开辟内存空间，还会把开辟空间的内容初始化为0，calloc返回的也是void,realloc是在原有的空间的基础上进行扩容，也是返回void*.c语言虽然有三个动态开辟内存的函数，但在某些场景下不适用，同时用起来也比较麻烦，所以c++引入了一个new操作符进行动态开辟内存,delete操作符进行销毁开辟的内存，那么接下来我们看看new的用法吧。

(2)new和delete用法

new和delete操作符对内置类型进行开辟空间

new和malloc对于内置类型开辟空间，功能都差不多。

cpp 复制代码

int main()
{
	//表示在堆上申请一个int空间
	int* p1 = new int;
	delete p1;

	//表示在堆上申请一个int空间并初始化为4
	int* p2 = new int(4);
	delete p2;

	//表示在堆上申请3个int空间
	int* p3 = new int[3];
	delete[] p3;

	return 0;
}

new和delete操作符对自定义类型进行开辟空间

我们来看看new和malloc对于自定义类型开辟空间的不同之处。

cpp 复制代码

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		: _a(a)
	{
		cout << "A():" << this << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A():" << this << endl;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));

	A* p2 = new A;

	free(p1);
	delete p2;
	return 0;
}

我们来看看这个代码运行的结果

咋出现了调用构造函数和析构函数呢？是谁调用的呢？

我们把malloc和free的函数进行注释掉，如果还调用构造函数和析构函数，那么证明是new和delete调用的构造函数和析构函数。

cpp 复制代码

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		: _a(a)
	{
		cout << "A():" << this << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A():" << this << endl;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	/*A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));*/

	A* p2 = new A;

	//free(p1);
	delete p2;
	return 0;
}

还是调用了构造函数和析构函数，现在我们就清楚了malloc函数和new操作符,free函数和delete操作符之间的区别是，new开辟空间是会调用构造函数进行初始化，delete在释放空间是会调用析构函数对对象中的资源进行清理。

(2)operator new函数和operator delete函数

我们先来看看c++标准库里面是如何实现operator new和operator delete函数的。

我们可以看到operator new和operator delete是依靠malloc和free函数实现的，该函数实际通过malloc来申请空间，当malloc申请空间成功时直接返回；申请空间失败，尝试执行空间不足应对措施，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否则抛异常。

new和delete实现的原理

(1)对于内置类型，new和malloc功能相似，delete和free功能相似。

(1)对于自定义类型

new不仅调用operator new函数开辟空间还会调用构造函数。

delete不仅会调用operator delete函数释放空间，还会调用析构函数完成对对象资源的清理工作

总结：

1.共同点：malloc和new都是在堆上开辟空间，都需要手动释放开辟的空间

2.不同点：malloc和free是函数，new和delete是操作符(概念性质不同)

malloc开辟空间是要传需要开辟的字节数，返回的是void*;而new后跟申请对象的类型，返回的是申

请对象的类型的指针

new会调用构造函数，开辟失败会抛异常，malloc开辟失败会返回0