浅谈new、delete

最新推荐文章于 2021-02-28 15:03:59 发布

草根学僧

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分类专栏： C/C++ 文章标签： C++ 动态内存

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首先我们你知道C语言中使用malloc、calloc、realloc和free进行动态内存管理。
malloc、calloc、realloc用来在堆上开辟空间， free将申请的空间释放掉。

在C++中这些都还是可以用的，但是我们用到更多的还是new和delete,new[]和delete[]；
注意在这里两个组合一定要匹配使用。

一、new、delete.
1.new
首先我们随便写一个代码
int* p=new int
然后我们看他的反汇编
这里写图片描述
分析它先给我们压栈4byte的参数后再调用operator new。源代码如下：
注意：这里的operator new和operator函数不同(比如operator =)，这函数没有重载.

void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
        {       // try to allocate size bytes
        void *p;
        while ((p = malloc(size)) == 0)
                if (_callnewh(size) == 0)
                {       // report no memory
                        _THROW_NCEE(_XSTD bad_alloc, );
                }

        return (p);
        }

分析operator new源代码：如果malloc调用失败，也就是内存申请失败就会调用_callnewh()这个函数
这个callnewh()是什么呢？它是一个new handler，通俗来讲就是new失败的时候调用的回调函数。

namespace std {

#ifdef _M_CEE_PURE
typedef void (__clrcall * new_handler) ();
#else  /* _M_CEE_PURE */
typedef void (__cdecl * new_handler) ();
#endif  /* _M_CEE_PURE */
#ifdef _M_CEE
typedef void (__clrcall * _new_handler_m) ();
#endif  /* _M_CEE */
_CRTIMP2 new_handler __cdecl set_new_handler(_In_opt_ new_handler _NewHandler) throw();
};

这里：
1、调用一个客户指定的错误处理函数——一个new-handler。
2、抛出异常bad_alloc（【旧】返回一个null指针）。
可以通过_set_new_handler来设置。
客户定义的错误处理函数new handler应该什么样子？

void My_NewHandler()//没有参数也不返回任何值的函数
{
    std::cerr << "Unable to satisfy request for memory\n";//提示
    //1让更多内存可用——程序开始执行就分配一块内存，当new-handler第一次被调用，将它们释还给程序使用。
    //2调用std::set_new_handler呼叫另一个new_handler函数。或者直接修改自身，比如改static数据，全局数据，namespace数据。
    //3抛出bad_alloc异常（或派生），异常不会被operatornew捕捉，会被传播到内存索求处。
    //4不返回，调用abort或者exit终止程序。
    std::abort();//终止程序
}
void main()  
{   
    _set_new_handler(My_NewHandler);  

    while (1)  
    {  
        int* p = new int[10000000];  
    }  
}

另外的如果在类中，new还会调用构造函数，而malloc就不会调用构造函数
这里写图片描述

这里写图片描述
相同的delete p会调用析构函数，而free不调用.
总结：
{
1.调用operator new分配空间。
调用构造函数初始化对象。
2.new和delete他们只负责分配空间/释放空间，不会调用对象构造函数/析构函数来初始化/清理对象。
3.实际operator new和operator delete只是malloc和free的一层封装。
4.new分配失败的时候不像malloc那样返回NULL，它直接抛出异常。要判断是否分配成功应该用异常捕获的机制；
}

2.delete.
先来看反汇编，和new原理几乎相同
这里写图片描述

调用析构函数清理对象
再调用operator delete释放空间
下面是operator delete实现代码:

void operator delete( void * p )
{
    RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (p, 0));

    free( p );
}

RTCCALLBACK默认是空的宏定义，所以这个函数默认情况下就是简单的调用free函数。
总结：
delete简单数据类型默认只是调用free函数。
总结步骤图：
这里写图片描述
二new[]、delete[]。
1.new[]（类的数组）
首先我们可以看反汇编

然后我们F11进去

再F11

这时我们可以看到和new一样最后还是调用的operator new。
再看constructor 这个进去之后是调用构造函数.

仔细看这里的汇编它先给我们push进去一个 2Ch 2Ch是多少呢？是44
我们再来看看这个图
这里写图片描述
很明显这里的count是编译器给我们申请的字节数,如果你打开监视，你会发现这里的count就是44
这里的ecx就是申请到的空间地址
我们可以看到其中push 0Ah=10；
打开内存窗口可以看到，p地址的上一个地址正好是a也就是10;
这里写图片描述
这就证明，给ecx+4，也就是ecx指针偏移四个字节，最后将偏移后ecx给p，这里才是用户拿到的地址.
这里就有很多疑惑，我们只需要10*4=40个字节为什么要给我们多申请四个字节呢？
为什么要给申请到的地址先压栈一个10，然后再把偏移四个字节之后地址的给用户使用呢。对类类型，

delete一个数组时（比如，delete []sa;)，要为每一个数组元素调用析构函数。但对于delete表达式（比如，这里的delete []p，它并不知道数组的元素个数（只有new函数和delete函数知道）。因此，必须有一种手段来告诉delete表达式的数组大小是多少。那么一种可行的方式就是，多分配一个大小为4字节的空间来记录数组大小，并可以约定前四字节来记录大小。那么，由new函数分配的地址与new表达式返回的地址应该相差4个字节（这可以写程序来验证）。对于非类类型数组和不需要调用析构函数的类类型数组，这多于的四字节就不需要了。

总结：
调用operator new分配空间。
调用N次构造函数分别初始化每个对象。
多申请四个字节用来存放数组大小
2。delete[]
这里就不分析delete[]了和前面的分析方法差不多可以自己动手看看反汇编。
这里写图片描述
/*****/
一个进击的学生
/****/