【C++】new和delete

一. new和delete的作用

用来实现动态内存的申请和释放,可以参考C语言中的malloc和free

二. new/delete与malloc/free的区别

共同点

都是从堆上申请空间,需要手动释放

不同点
  1. malloc/free是函数,new/delete是操作符
  2. 对于自定义类型,new/delete除了会开空间,还会自动调用构造函数和析构函数( 对于内置类型几乎没有区别)
  3. malloc申请空间时需要计算空间的大小,new不用,只用在new后加上类型,如果需要申请多个对象,只需要在[]中加上需要申请的对象个数,delete同理
  4. malloc返回类型需要强转,new不用
  5. malloc需要判空,new不需要,但是new需要捕获异常
class A
{
public:
	A()
	{
		cout << "A()" << endl;
	}

	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
	
private:
	int a;
};

int main()
{
	A* p1=new A;
	A* p2=new A[4];//申请4个A对象
	delete p1;
	delete[] p1;//释放多个对象时要加[]
	return 0;
}

【注意】

delete多个对象时,如果自定义类型中没有指向资源(或者没有显示实现析构函数),可以不加[],否则,就必须加[],

### newdelete的基本使用 在C++中,`new``delete`运算符用于动态内存管理。它们不仅负责分配释放内存,还负责调用对象造函数函数。这与C语言中的`malloc``free`不同,后者仅处理内存分配而不涉及对象。 #### 使用`new`进行内存分配 使用`new`分配内存时,可以指定数据类型,并且会自动计算所需内存大小。例如,分配一个整型变量: ```cpp int* p = new int; ``` 对于数组,可以使用如下语法: ```cpp int* arr = new int[10]; ``` 当使用`new`分配内存时,如果内存不足,会抛出`std::bad_alloc`异常。为了避免程序崩溃,可以在分配内存时使用`nothrow`参数: ```cpp int* p = new (std::nothrow) int; ``` #### 使用`delete`进行内存释放 释放由`new`分配的单个对象内存: ```cpp delete p; ``` 释放由`new[]`分配的数组内存: ```cpp delete[] arr; ``` ### newdelete的工作原理 #### `new`操作符 `new`操作符的主要职责是: 1. 调用`operator new`来分配内存。 2. 调用相应的造函数来初始化对象。 `operator new`是一个全局函数,其默认实现类似于`malloc`,但会抛出异常而不是返回`NULL`。如果内存分配失败,它会调用`new_handler`函数,尝试释放一些内存并再次分配。 ```cpp void* operator new(std::size_t size); ``` #### `delete`操作符 `delete`操作符的主要职责是: 1. 调用相应的函数来清理对象。 2. 调用`operator delete`来释放内存。 ```cpp void operator delete(void* ptr); ``` `operator delete`的默认实现类似于`free`,用于释放由`operator new`分配的内存。 ### newdelete的区别 1. **造与**:`new`不仅分配内存,还会调用对象造函数;`delete`不仅释放内存,还会调用对象函数。而`malloc``free`仅处理内存分配释放,不涉及。 2. **异常处理**:`new`在内存不足时会抛出`std::bad_alloc`异常,而`malloc`返回`NULL`。 3. **类型安全**:`new`返回的是具体类型的指针,不需要显式类型转换;`malloc`返回的是`void*`,需要显式类型转换[^1]。 ### newdelete的实现原理 `new``delete`的底层实现依赖于`operator new``operator delete`。`operator new`的默认实现使用`malloc`来分配内存,并在分配失败时抛出异常。`operator delete`的默认实现使用`free`来释放内存[^4]。 对于自定义类型的对象,`new`会在分配的内存上调用造函数,而`delete`会在释放内存前调用函数[^3]。 ### 定位new表达式(Placement-new) 有时需要在已分配的内存中对象,这时可以使用定位`new`表达式。例如: ```cpp char buffer[sizeof(MyClass)]; MyClass* obj = new (buffer) MyClass; ``` 此代码在`buffer`中造了一个`MyClass`对象,而不会分配新的内存[^2]。 ### 内存泄漏 内存泄漏是指程序在运行过程中分配了内存但未能正确释放,导致内存浪费。内存泄漏的危害包括程序性能下降、系统资源耗尽等。为了避免内存泄漏,应确保每次`new`操作都有对应的`delete`操作,并使用智能指针等现代C++特性来管理内存。 ### 相关问题 1. 如何在C++中避免内存泄漏? 2. 什么是定位new表达式?它的应用场景是什么? 3. `operator new``operator delete`可以被重载吗?为什么? 4. `new``malloc`的主要区别是什么? 5. 在什么情况下应该使用`new (nothrow)`? [^1]: 参考站内引用:引用[1] : 参考站内引用:引用[2] [^3]: 参考站内引用:引用[3] [^4]: 参考站内引用:引用[4]
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