我的家鄉作文該怎么寫(xiě)
答案：都是在堆(heap)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)的內存操作。用malloc函數需要指定內存分配的字節數并且不能初始化對象，new 會(huì )自動(dòng)調用對象的構造函數。delete 會(huì )調用對象的destructor，而free 不會(huì )調用對象的destructor.
拓展：
在 C++ 中，你也許經(jīng)常使用 new 和 delete 來(lái)動(dòng)態(tài)申請和釋放內存，但你可曾想過(guò)以下問(wèn)題呢?
new 和 delete 是函數嗎?
new [] 和 delete [] 又是什么?什么時(shí)候用它們?
你知道 operator new 和 operator delete 嗎?
為什么 new [] 出來(lái)的數組有時(shí)可以用 delete 釋放有時(shí)又不行?
…
如果你對這些問(wèn)題都有疑問(wèn)的話(huà)，不妨看看我這篇文章。
new 和 delete 到底是什么?
如果找工作的同學(xué)看一些面試的書(shū)，我相信都會(huì )遇到這樣的題：sizeof 不是函數，然后舉出一堆的理由來(lái)證明 sizeof 不是函數。在這里，和 sizeof 類(lèi)似，new 和 delete 也不是函數，它們都是 C++ 定義的關(guān)鍵字，通過(guò)特定的語(yǔ)法可以組成表達式。和 sizeof 不同的是，sizeof 在編譯時(shí)候就可以確定其返回值，new 和 delete 背后的機制則比較復雜。
繼續往下之前，請你想想你認為 new 應該要做些什么?也許你第一反應是，new 不就和 C 語(yǔ)言中的 malloc 函數一樣嘛，就用來(lái)動(dòng)態(tài)申請空間的。你答對了一半，看看下面語(yǔ)句：
string *ps = new string("hello world");
你就可以看出 new 和 malloc 還是有點(diǎn)不同的，malloc 申請完空間之后不會(huì )對內存進(jìn)行必要的初始化，而 new 可以。所以 new expression 背后要做的事情不是你想象的那么簡(jiǎn)單。在我用實(shí)例來(lái)解釋 new 背后的機制之前，你需要知道 operator new 和 operator delete 是什么玩意。
operator new 和 operator delete
這兩個(gè)其實(shí)是 C++ 語(yǔ)言標準庫的庫函數，原型分別如下：
void *operator new(size_t); /pic/p>
void *operator delete(void *); /pic/p>
void *operator new[](size_t); /pic/p>
void *operator delete[](void *); /pic/p>
后面兩個(gè)你可以先不看，后面再介紹。前面兩個(gè)均是 C++ 標準庫函數，你可能會(huì )覺(jué)得這是函數嗎?請不要懷疑，這就是函數!C++ Primer 一書(shū)上說(shuō)這不是重載 new 和 delete 表達式(如 operator= 就是重載 = 操作符)，因為 new 和 delete 是不允許重載的。但我還沒(méi)搞清楚為什么要用 operator new 和 operator delete 來(lái)命名，比較費解。我們只要知道它們的意思就可以了，這兩個(gè)函數和 C 語(yǔ)言中的 malloc 和 free 函數有點(diǎn)像了，都是用來(lái)申請和釋放內存的，并且 operator new 申請內存之后不對內存進(jìn)行初始化，直接返回申請內存的指針。
我們可以直接在我們的程序中使用這幾個(gè)函數。
new 和 delete 背后機制
知道上面兩個(gè)函數之后，我們用一個(gè)實(shí)例來(lái)解釋 new 和 delete 背后的機制：
我們不用簡(jiǎn)單的 C++ 內置類(lèi)型來(lái)舉例，使用復雜一點(diǎn)的類(lèi)類(lèi)型，定義一個(gè)類(lèi) A：
class A
{
public:
A(int v) : var(v)
{
fopen_s(&file, "test", "r");
}
~A()
{
fclose(file);
}
private:
int var;
FILE *file;
};
很簡(jiǎn)單，類(lèi) A 中有兩個(gè)私有成員，有一個(gè)構造函數和一個(gè)析構函數，構造函數中初始化私有變量 var 以及打開(kāi)一個(gè)文件，析構函數關(guān)閉打開(kāi)的文件。
我們使用
class *pA = new A(10);
來(lái)創(chuàng )建一個(gè)類(lèi)的對象，返回其指針 pA。如下圖所示 new 背后完成的工作：
簡(jiǎn)單總結一下：
首先需要調用上面提到的 operator new 標準庫函數，傳入的參數為 class A 的大小，這里為 8 個(gè)字節，至于為什么是 8 個(gè)字節，你可以看看《深入 C++ 對象模型》一書(shū)，這里不做多解釋。這樣函數返回的是分配內存的起始地址，這里假設是 0x007da290。
上面分配的內存是未初始化的，也是未類(lèi)型化的，第二步就在這一塊原始的內存上對類(lèi)對象進(jìn)行初始化，調用的是相應的構造函數，這里是調用 A:A(10); 這個(gè)函數，從圖中也可以看到對這塊申請的內存進(jìn)行了初始化，var=10, file 指向打開(kāi)的文件。
最后一步就是返回新分配并構造好的對象的指針，這里 pA 就指向 0x007da290 這塊內存，pA 的類(lèi)型為類(lèi) A 對象的指針。
所有這三步，你都可以通過(guò)反匯編找到相應的匯編代碼，在這里我就不列出了。
好了，那么 delete 都干了什么呢?還是接著(zhù)上面的例子，如果這時(shí)想釋放掉申請的類(lèi)的對象怎么辦?當然我們可以使用下面的語(yǔ)句來(lái)完成：
delete pA;
delete 所做的事情如下圖所示：
delete 就做了兩件事情：
調用 pA 指向對象的析構函數，對打開(kāi)的文件進(jìn)行關(guān)閉。
通過(guò)上面提到的標準庫函數 operator delete 來(lái)釋放該對象的內存，傳入函數的參數為 pA 的值，也就是 0x007d290。
好了，解釋完了 new 和 delete 背后所做的事情了，是不是覺(jué)得也很簡(jiǎn)單?不就多了一個(gè)構造函數和析構函數的調用嘛。
如何申請和釋放一個(gè)數組?
我們經(jīng)常要用到動(dòng)態(tài)分配一個(gè)數組，也許是這樣的：
string *psa = new string[10]; /pic/p>
int *pia = new int[10]; /pic/p>
上面在申請一個(gè)數組時(shí)都用到了 new [] 這個(gè)表達式來(lái)完成，按照我們上面講到的 new 和 delete 知識，第一個(gè)數組是 string 類(lèi)型，分配了保存對象的內存空間之后，將調用 string 類(lèi)型的默認構造函數依次初始化數組中每個(gè)元素;第二個(gè)是申請具有內置類(lèi)型的數組，分配了存儲 10 個(gè) int 對象的內存空間，但并沒(méi)有初始化。
如果我們想釋放空間了，可以用下面兩條語(yǔ)句：
delete [] psa;
delete [] pia;
都用到 delete [] 表達式，注意這地方的 [] 一般情況下不能漏掉!我們也可以想象這兩個(gè)語(yǔ)句分別干了什么：第一個(gè)對 10 個(gè) string 對象分別調用析構函數，然后再釋放掉為對象分配的所有內存空間;第二個(gè)因為是內置類(lèi)型不存在析構函數，直接釋放為 10 個(gè) int 型分配的所有內存空間。
這里對于第一種情況就有一個(gè)問(wèn)題了：我們如何知道 psa 指向對象的數組的大小?怎么知道調用幾次析構函數?
這個(gè)問(wèn)題直接導致我們需要在 new [] 一個(gè)對象數組時(shí)，需要保存數組的維度，C++ 的做法是在分配數組空間時(shí)多分配了 4 個(gè)字節的大小，專(zhuān)門(mén)保存數組的大小，在 delete [] 時(shí)就可以取出這個(gè)保存的數，就知道了需要調用析構函數多少次了。
還是用圖來(lái)說(shuō)明比較清楚，我們定義了一個(gè)類(lèi) A，但不具體描述類(lèi)的內容，這個(gè)類(lèi)中有顯示的構造函數、析構函數等。那么 當我們調用
class A *pAa = new A[3];
時(shí)需要做的事情如下：
從這個(gè)圖中我們可以看到申請時(shí)在數組對象的上面還多分配了 4 字節用來(lái)保存數組的大小，但是最終返回的是對象數組的指針，而不是所有分配空間的起始地址。
這樣的話(huà)，釋放就很簡(jiǎn)單了：
delete [] pAa;
這里要注意的兩點(diǎn)是： 調用析構函數的次數是從數組對象指針前面的 4 個(gè)字節中取出;
傳入 operator delete[] 函數的參數不是數組對象的指針 pAa，而是 pAa 的值減 4。
為什么 new/delete 、new []/delete[] 要配對使用?
其實(shí)說(shuō)了這么多，還沒(méi)到我寫(xiě)這篇文章的最原始意圖。從上面解釋的你應該懂了 new/delete、new[]/delete[] 的工作原理了，因為它們之間有差別，所以需要配對使用。但偏偏問(wèn)題不是這么簡(jiǎn)單，這也是我遇到的問(wèn)題，如下這段代碼：
int *pia = new int[10];
delete []pia;
這肯定是沒(méi)問(wèn)題的，但如果把 delete []pia; 換成 delete pia; 的話(huà)，會(huì )出問(wèn)題嗎?
這就涉及到上面一節沒(méi)提到的問(wèn)題了。上面我提到了在 new [] 時(shí)多分配 4 個(gè)字節的緣由，因為析構時(shí)需要知道數組的大小，但如果不調用析構函數呢(如內置類(lèi)型，這里的 int 數組)?我們在 new [] 時(shí)就沒(méi)必要多分配那 4 個(gè)字節， delete [] 時(shí)直接到第二步釋放為 int 數組分配的空間。如果這里使用 delete pia;那么將會(huì )調用 operator delete 函數，傳入的參數是分配給數組的起始地址，所做的事情就是釋放掉這塊內存空間。不存在問(wèn)題的。
這里說(shuō)的使用 new [] 用 delete 來(lái)釋放對象的提前是：對象的類(lèi)型是內置類(lèi)型或者是無(wú)自定義的析構函數的類(lèi)類(lèi)型!
我們看看如果是帶有自定義析構函數的類(lèi)類(lèi)型，用 new [] 來(lái)創(chuàng )建類(lèi)對象數組，而用 delete 來(lái)釋放會(huì )發(fā)生什么?用上面的例子來(lái)說(shuō)明：
class A *pAa = new class A[3];
delete pAa;
那么 delete pAa; 做了兩件事：
調用一次 pAa 指向的對象的析構函數;
調用 operator delete(pAa); 釋放內存。
顯然，這里只對數組的第一個(gè)類(lèi)對象調用了析構函數，后面的兩個(gè)對象均沒(méi)調用析構函數，如果類(lèi)對象中申請了大量的內存需要在析構函數中釋放，而你卻在銷(xiāo)毀數組對象時(shí)少調用了析構函數，這會(huì )造成內存泄漏。
上面的問(wèn)題你如果說(shuō)沒(méi)關(guān)系的話(huà)，那么第二點(diǎn)就是致命的了!直接釋放 pAa 指向的內存空間，這個(gè)總是會(huì )造成嚴重的段錯誤，程序必然會(huì )奔潰!因為分配的空間的起始地址是 pAa 指向的地方減去 4 個(gè)字節的地方。你應該傳入參數設為那個(gè)地址!
同理，你可以分析如果使用 new 來(lái)分配，用 delete [] 來(lái)釋放會(huì )出現什么問(wèn)題?是不是總會(huì )導致程序錯誤?
總的來(lái)說(shuō)，記住一點(diǎn)即可：new/delete、new[]/delete[] 要配套使用總是沒(méi)錯的!
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