C++动态内存管理

对于C的动态内存管理可以参考本篇博客：
https://mp.youkuaiyun.com/postedit/79508975
new和delete
在c++中用new/delete动态管理对象；new[ ]和delete[ ] 动态管理对象数组。
注：new是申请空间，delete是释放空间

看下列例子：

注：malloc/free需要手动计算类型大小且返回值为void*，new/delete可自己计算类型大小，返回对应类型的指针；
动态内存管理：malloc/free 、new/delete、new[ ]/delete[ ]三个需要匹配使用，否则会出现内存泄漏甚至崩溃的问题。
内存管理

1.栈又叫堆栈，非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的。
2. 内存映射段是高效的I/O映射方式，用于装载一个共享的动态内存库。用户可使用系统接口创建共享共享内存，做进程间通信。
3. 堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。
4. 数据段–存储全局数据和静态数据。
5. 代码段–可执行的代码/只读常量。
C++其他内存管理接口
void * operator new (size_t size);
void operator delete (size_t size);
void * operator new [](size_t size);
void operator delete[] (size_t size);
上列4 个函数不是运算符重载
operqtor new函数和new表达式
标准库函数operator new和operator delete的命名很容易让人误解，与其他operator函数（如operator=）不同，这些函数没有重载new或delete表达式。实际上，我们不能重定义new和delete表达式的行为。
通过调用operator new函数执行new表达式获得内存，并接着在该内存中构造一个对象，通过撤销一个对象执行delete表达式，并接着调用operator delete函数，以释放该对象使用的内存。
总结：1.operator new/operator delete 、operator new[ ]/operator delete [ ]和malloc/free用法一样,但operator new和operator new[ ]失败会抛异常。
2. 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。
new/delete分别调构造和析构函数

class Array
{
public:
	Array(int size = 10)
		:_size(size)
		, _a(0)
	{
		cout << "构造" << endl;
		if (_size > 0)
		{
			_a = new int[_size];
		}
	}
	~Array()
	{
		cout << "析构" << endl;
		if (_a) 
		{
			delete[] _a;
			_a = 0;//置空
			_size = 0;
		}
   }
	
private:
	int* _a;
	int _size;
};
int main()
{
	Array* p1 = (Array *)malloc(sizeof(Array));
	//申请了对象p1的空间，并没有申请_a的空间
	Array* p2 = new Array; //申请_a的空间，并将_size初始化为10
	Array* p3 = new Array(20);//申请将__a的空间，size初始化为20
	cout << "new:p4" << endl;
	Array* p4 = new Array[3];//调三次构造函数
	//p4相当于数组，数组里存3个Array对象，每个对象的_a都申请了空间，_size都为10
	cout << "*******" << endl;
	free(p1);
	delete p2;
	delete p3;
	cout << "delete: p4" << endl;
	delete[] p4;//调了三次析构函数
	return 0;
}

new调构造函数

delete调析构函数

监视：


注：可以理解Array* p4 = new Array[3]会调三次构造函数，那为什么也会析构三次，怎么保存3的？后文会讲到。
【malloc/free和new/delete的区别和联系】

1. 它们都是动态管理内存的入口。
2. malloc/free是C/C++标准库的函数，new/delete是C++操作符。
3. malloc/free只是动态分配内存空间/释放空间。而new/delete除了分配空间还会调用构造函数和析构函数进行初始化与清理（清理 成员）。
4. malloc/free需要手动计算类型大小且返回值会void*，new/delete可自己计算类型的大小，返回对应类型的指针。
   总结：
   new做了两件事
5. 调用operator new分配空间。
6. 调用构造函数初始化对象。
   delete也做了两件事
7. 调用析构函数清理对象
8. 调用operator delete释放空间
   new[N]
9. 调用operator new分配空间。
10. 调用N次构造函数分别初始化每个对象。
    delete[]
11. 调用N次析构函数清理对象。
12. 调用operator delete释放空间。
    定位new表达式（replacemen版本）
    定位new表达式是在已分配的原始内存空间中调用构造函数初始化一个对象。
    new (place_address) type
    new (place_address) type(initializer-list)
    place_address必须是一个指针，initializer-list是类型的初始化列表。

int main()
{
	// malloc/free + 定位操作符new()/显示调用析构函数，模拟 new和delete 的行为 
	Array* p1 = (Array*)malloc(sizeof(Array));     
	new(p1) Array(100);

	p1->~Array();  
	free(p1);

	// malloc/free + 多次调用定位操作符new()/显示调用析构函数，模拟 new[]和delete[] 的行为 
	Array* p2 = (Array*)malloc(sizeof(Array) * 10);//10个对象
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		new(p2 + i)Array;//需要将10个对象都构造初始化
	}

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		(p2+i)->~Array;//先调用析构清理10个对象
	}
	free(p2);//再整体释放空间
}

深度剖析new/delete和new[ ]/delete[ ]
new/delete

**new[ ]和delete[ ]**及解释如何知道析构N次：

注意：当用户没有定义析构函数或者是内置类型或基本类型不用多申请4个字节存对象个数：

Array *p3 = new Array;
delete[]p3; //有问题，会朝前清理4个字节

Array *p4 = new Array[10];
delete p4;//有问题，没有将多开四个字节空间释放

所以，对于malloc/free 、new/delete、new[ ]/delete[ ]三个需要匹配使用。