第三章 new和delete表达式-优快云博客

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本文详细解析了C++中new和delete表达式的工作原理，包括如何分配和释放堆内存，构造函数与析构函数的调用流程。同时，探讨了如何通过重载operatornew和operatordelete来定制内存管理，以及如何限制类的实例化方式，确保对象仅能通过栈或堆创建。

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第三章 new和delete表达式（堆对象）
自己总结

第三章 new和delete表达式（堆对象）

〇、前提

栈对象在适当的时候自动生成，又在适当的时候自动销毁（只用构造函数、析构函数）

堆对象需要程序员自己申请空间、释放空间（需要operator new 构造函数、析构函数 operator delete ）

一、new表达式工作步骤

使用new表达式时发生的三个步骤：

调用名为operator new的标准库函数，分配足够大的原始的未类型化的内存，以保存指定类型的一个对象
运行该类型的一个构造函数初始化对象
返回指向新分配并构造的构造函数对象的指针

二、delete表达式工作步骤

使用delete表达式时发生的两个步骤：

调用析构函数，回收对象中数据成员所申请的资源
调用名为operator delete的标准库函数释放该对象所用的内存

三、operator new和operator delete函数的重载版本

//operator new库函数 
void * operator new(size_t); 
void * operator new[](size_t);

//operator delete库函数 
void operator delete(void *); 
void operator delete[](void *);

例子：

class Student
{
public:    
    Student(int id, const char * name)    
    : _id(id)    
    , _name(new char[strlen(name) + 1]())    
    {        
        strcpy(_name, name);        
        cout << "Student()" << endl;    
    } 
    ~Student()    
    {        
        if(_name)
        {
            delete [] _name; 
        	_name = nullptr;
        }        
        cout << "~Student()" << endl;    
    } 
    
    static void * operator new(size_t sz)	  //
    {        
        //printf("this : %p\n",this);  eroor,报错，不能使用this指针，所以是static函数
        cout << "void *operator new(size_t)" << endl;
        void * ret = malloc(sz);
        return ret;    
    }
    
    static void operator delete(void * pointer)   //
    {        
        cout << "void operator delete(void *)" << endl;
        free(pointer);       
    }
    
    void print() const    
    {        
        cout << "id:" << _id << endl             
             << "name:" << _name << endl;    
    } 
private:
	int _id;
    char *_name;
}

int main(void) 
{    
    Student * stu = new Student(100, "Jackie");    
    stu->print();
    
    //Q:对象的销毁与调用析构函数等价吗？
    //A:不等价，对象的销毁会调用析构函数然后再free
    delete stu;    
    return 0; 
}

四、要求一个类只能创建栈对象

解决办法：将operator new，operator delete 放入Student类的private区域

栈对象的创建需要构造函数与析构函数都不能为private

如果要求一个类只能创建栈对象，其意思是在创建出栈对象的同时，不能创建堆对象。以Student类型而言：

//Q:栈对象在创建的时候需要哪些条件？
//A: 构造函数 和 析构函数 都不能为private （可以自己测试一下）

void test0() 
{    
    Student s1(101, "John");//ok  栈对象  
    Student * stu = new Student(101, "Mark");//error 堆对象
}

//要达到以上的效果，需要将operator new，operator delete 放入Student类的private区域

五、要求一个类只能创建堆对象

解决办法：将析构函数设置为私有。

这样产生了一个问题：堆对象在类外无法delete。解决：堆对象delete时，在类内设置destory函数，类外调用destory函数从而delete堆对象。

如果要求一个类只能创建堆对象，其意思是在创建出堆对象的同时，不能创建栈对象。以Student类型而言：

void test1() 
{    
    Student s1(101, "John");//error    栈对象
    Student * stu = new Student(101, "Mark");//ok    堆对象 
    stu->detory();
}

//要达到以上的效果，需要将Student类的析构函数放入private区域
//而且需要在类里面封装为destory函数，堆对象通过调用destory进行delete this(释放对象本身)
class Student
{
public: 
	void destory()
    {
        // this->~Student();
        delete this;  //释放对象本身 delete的两个步骤：1.调用析构函数，2.调用operator delete
        //析构函数是private,需要在类内才能调用析构函数
    }

}