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(guān)鍵字，不同的是sizeof在編譯時(shí)就可以確定其返回值，而new和delete相對(duì)復(fù)雜

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示例

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

如果換做c語(yǔ)言，上面這句話就會(huì)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(diǎn)不同：

• malloc申請(qǐng)完空間后不會(huì)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行必要的初始化，而new可以
• new操作符內(nèi)存分配成功時(shí)，返回的是對(duì)象類(lèi)型的指針，類(lèi)型嚴(yán)格與對(duì)象匹配，無(wú)須進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換，即new是類(lèi)型安全性的操作符；而malloc內(nèi)存分配成功后返回的是void*，需要通過(guò)強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換，將通用類(lèi)型指針void*轉(zhuǎn)換成所需要的指針
• new操作符申請(qǐng)內(nèi)存分配時(shí)無(wú)須指定內(nèi)存塊的大小，編譯器會(huì)根據(jù)類(lèi)型信息自行計(jì)算；而malloc需要顯示地寫(xiě)出所需內(nèi)存塊的大小

new和malloc更多的不同請(qǐng)參考此文章

總結(jié)表

特征	new/delete	malloc/free
分配內(nèi)存的位置	自由存儲(chǔ)區(qū)	堆
內(nèi)存分配成功的返回值	完整類(lèi)型指針	void*
內(nèi)存分配失敗的返回值	默認(rèn)拋出異常	返回NULL
分配內(nèi)存的大小	由編譯器根據(jù)類(lèi)型計(jì)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(jì)算數(shù)組的大小后進(jìn)行內(nèi)存分配
已分配內(nèi)存的擴(kuò)充	無(wú)法直觀地處理	使用realloc簡(jiǎn)單完成
是否相互調(diào)用	可以，看具體的operator new/delete實(shí)現(xiàn)	不可調(diào)用new
分配內(nèi)存時(shí)內(nèi)存不足	客戶能夠指定處理函數(shù)或重新制定分配器	無(wú)法通過(guò)用戶代碼進(jìn)行處理
函數(shù)重載	允許	不允許
構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)	調(diào)用	不調(diào)用

new和delete的背后機(jī)制

通過(guò)示例說(shuō)明:

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

類(lèi)A中有兩個(gè)私有成員，一個(gè)構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，構(gòu)造函數(shù)根據(jù)傳遞參數(shù)初始化var并且打開(kāi)文件，析構(gòu)函數(shù)關(guān)閉文件

我們使用下面代碼創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的對(duì)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(shí)例化對(duì)象的過(guò)程分為三步：

1. 分配指定大小的內(nèi)存塊；
2. 在內(nèi)存塊上調(diào)用構(gòu)造函數(shù)對(duì)類(lèi)對(duì)象進(jìn)行初始化
3. 返回內(nèi)存塊的地址（指針）

那么delete會(huì)做什么呢？

delete pa;

如下圖所示：

即將delete一個(gè)對(duì)象的過(guò)程也可以分兩步：

1. 先調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，將打開(kāi)的文件關(guān)閉
2. 釋放pa所指內(nèi)存塊的空間，即pa變成空指針

申請(qǐng)和釋放一個(gè)數(shù)組

常用的動(dòng)態(tài)分配一個(gè)數(shù)組方法

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

上面在申請(qǐng)數(shù)組的時(shí)候都用到了new []表達(dá)式，第一個(gè)數(shù)組是string類(lèi)型，在分配了保存對(duì)象的內(nèi)存空間（10個(gè)string的大?。⒄{(diào)用string類(lèi)的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)來(lái)依次初始化每個(gè)元素，最后返回第一個(gè)string的地址作為string數(shù)組的地址；第二個(gè)數(shù)組是int類(lèi)型的，int是內(nèi)置類(lèi)型不存在構(gòu)造函數(shù)，所以new的過(guò)程中，不存在初始化，只分配了10個(gè)int類(lèi)型的內(nèi)存空間。

如果想釋放空間，則使用下面語(yǔ)句

delete [] psa;
delete [] pia;

都用到了delete []表達(dá)式，注意這個(gè)[]一般情況下不能漏下。釋放string數(shù)組的空間時(shí)，先對(duì)數(shù)組內(nèi)的每個(gè)元素都調(diào)用析構(gòu)函數(shù)析構(gòu)對(duì)象，再釋放掉整個(gè)數(shù)組的空間；而在釋放int數(shù)組時(shí)，因?yàn)椴淮嬖谖鰳?gòu)函數(shù)，所以會(huì)直接釋放整個(gè)int數(shù)組的空間。

可以看到delete的[]中并沒(méi)有填數(shù)組的大小，那么delete關(guān)鍵字怎么知道需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)多少次呢？

回到new [size]，我們new一個(gè)對(duì)象數(shù)組時(shí)，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(shí)多分配4個(gè)字節(jié)，專(zhuān)門(mén)保存數(shù)組的大小，在delete []時(shí)就可以取出這個(gè)保存的數(shù)，就知道需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)多少次了。

依舊以類(lèi)A為例，

A *pAa = new A[3];

發(fā)生過(guò)程如下圖：

注意到，在申請(qǐng)數(shù)組對(duì)象的上面確實(shí)多分配了4個(gè)字節(jié)用來(lái)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(gè)數(shù)組元素的。

在釋放空間時(shí)：

delete []pAa;

發(fā)生的過(guò)程如下圖：

要注意的是，先從目標(biāo)地址的前4個(gè)字節(jié)中，取出數(shù)作為調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的次數(shù)，依次析構(gòu)數(shù)組內(nèi)的元素；最后在釋放內(nèi)存空間的時(shí)候，傳遞給operator delete[]()的參數(shù)是pAa-4，即還要釋放前面4個(gè)字節(jié)

new/delete與new[]/delete[]的配對(duì)使用

經(jīng)過(guò)上面的分別對(duì)new/delete和new[]/delete[]的使用，可以得知這兩對(duì)之間一般情況下不能拆開(kāi)隨意組合，不然會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的內(nèi)存泄露/重復(fù)釋放問(wèn)題：

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

如果delete沒(méi)有后面的[]意味它只會(huì)析構(gòu)一次，那么剩下的9個(gè)string對(duì)象和上面的4字節(jié)數(shù)將永遠(yuǎn)不會(huì)被釋放，當(dāng)數(shù)組很大時(shí)會(huì)造成很?chē)?yán)重的內(nèi)存泄露；相反如果是new/delete[]會(huì)導(dǎo)致重復(fù)釋放內(nèi)存的問(wèn)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(gè)操作又是合理的，因?yàn)椴顒e在int和string不同，int是內(nèi)置類(lèi)型，不存在構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)，也就是說(shuō)new[]的時(shí)候多分配的4個(gè)字節(jié)，是因?yàn)閐elete的時(shí)候需要知道調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的次數(shù)，但是當(dāng)對(duì)象類(lèi)型都沒(méi)有析構(gòu)函數(shù)時(shí)，也就沒(méi)有多分配這4個(gè)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(gè)元素的地址），直接釋放所分配的內(nèi)存塊大小即可，無(wú)需析構(gòu)。

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

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