C++ 内存管理

new与delete      

  在C语言中，我们已经了解了三个动态内存管理的函数——malloc,calloc以及realloc,通过动态内存开辟，申请和释放空间更加的灵活

int main() {
	int* arr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		arr[i] = i;
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	
	int* arr2 = (int*)calloc(20, sizeof(int));
	for (int i = 0; i < 20; i++) {
		arr2[i] = i;
		printf("%d ",arr2[i]);
	}
	free(arr2);

	arr = (int*)realloc(arr, 50);
	free(arr);
	arr = NULL;
	arr2 = NULL;
}

        在C++中，C语言的内存管理方式可以继续使用，但是在C++中又稍显不足，因此C++提出了自己的内存管理方式：new 和 delete。

下面我们就结合代码来讲解一下new和delete两个操作符

int main() {
	//开辟10个int类型的空间
	int* arr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	int* ptr1 = new int[10];

	//开辟20个int类型的空间，并初始化为0
	int* arr2 = (int*)calloc(20, sizeof(int));
	int* ptr2 = new int[20]{ 0 };

	free(arr1);
	free(arr2);
	delete ptr1;
	delete []ptr2;//注意[]的匹配使用
}

通过调试-监测内存可以看到，ptr2里20个数据的确被初始化为0 

        对于自定义类型，也可以通过new和delete来申请和释放空间，同时会自动调用各自的构造函数和自购函数

class A {
public:
	A(int _arr=0) {
		cout << "A()" << endl;
	}
	~A() {
		cout << "~A()" << endl;
	}
private:
	int _arr;
};
int main() {
	//malloc,free和new delete最大的区别是：new和delete会自动调用构造函数和析构函数
	A* ptr = (A*)malloc(sizeof(A));
	free(ptr);

	A* ptr2 = new A(100);
	delete ptr2;
}

 通过编译结果可以知道，new和delete除了开空间还会自动调用构造函数和析构函数的

 operator new与 operator delete

        new进行动态内存的申请，delete进行动态内存的释放，其实在底层中，new是通过调用operator new来申请空间，delete在通过调用operator delete来释放空间

        那么operator new和operator delete是如何能够实现动态内存的申请和释放的呢？

对于operator new,实际上是通过malloc函数来申请空间的，如果申请空间成功时直接返回，否则执行用户提供的空间不足应对措施，如果提供措施就继续申请，否则抛异常

对于operator delete,实际上是通过free函数来释放空间的

new和delete的实现原理

1.对于内置类型

        new/delete申请和释放的是单个元素的空间，new[ ]和delete[ ]申请的是连续的空间，而且new在申请失败时会抛异常，malloc会返回NULL

        new T[N]会调用 operator new[ ]函数，完成N个对象的空间申请，然后对N个对象调用构造函数

        delete[ ]会调用N次析构函数进行资源清理，然后在N个对象的空间上operator delete函数来释放空间

2.对于自定义类型

        new会调用operator new函数进行申请空间，会自动调用构造函数完成对象的构造

        delete会调用析构函数完成对象中资源的清理工作，调用operator delete函数释放对象空间