C++内置 new /delete 运算符浅析

malloc() /free()

提到 new/delete 运算符 就不得不说 malloc() /free() 函数，C++是在C的基础上扩展的，所以我们先了解malloc() /free() 函数这一对函数的作用有助于更多的了解 new/delete 运算符。

原型解析

malloc() /free() 函数是C运行时库(CRT)的内置函数，其函数原型分别为:

// 摘选自内置 corecrt_malloc.h 头文件
_Check_return_ _Ret_maybenull_ _Post_writable_byte_size_(_Size)
_ACRTIMP _CRTALLOCATOR _CRT_JIT_INTRINSIC _CRTRESTRICT _CRT_HYBRIDPATCHABLE
void* __cdecl malloc(
    _In_ _CRT_GUARDOVERFLOW size_t _Size
    );

// 摘选自内置 corecrt_malloc.h 头文件
_ACRTIMP _CRT_HYBRIDPATCHABLE
void __cdecl free(
    _Pre_maybenull_ _Post_invalid_ void* _Block
    );

其中 Check_return Ret_maybenull Post_writable_byte_size(_Size)
_ACRTIMP _CRTALLOCATOR _CRT_JIT_INTRINSIC _CRTRESTRICT _CRT_HYBRIDPATCHABLE 这一部分的内容大致意思就是指明 malloc函数必须有返回,且有内存对齐要求, 按字节分配内存空间。
这也是 malloc() 函数的构成细节：
(1) malloc() 函数会指向已分配空间的void指针，如果可用内存不足，则返回null ；
(2) malloc() 函数至少分配 Size 大小的内存空间，可能因为内存对齐会导致分配比Size大的内存空间；
(3) 如果Size为0，malloc() 函数也会在堆内存中分配零长度的项并返回指向改项的指针，即使请求的内存较小也会检查malloc() 函数的返回值；

__cdecl 是C/C++ 默认的调用规范，表明函数参数是从右往左依次压入栈。还有__stdcall、_thiscall、__fastcall，读者可自行了解函数原型中调用规范的作用。

free() 函数用来释放由 malloc() 函数分配的内存块。

简化版本

一般讨论时我们只需关注两者的简化版本，即：

void* __cdecl malloc(
    	size_t _Size
    );

void __cdecl free(
   		void* _Block
    );

用法举例

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

int main()
{
   
    char* pChar = (char*)malloc(1024);

    if (nullptr == pChar)
    {
   
        std::cout << "分配失败!\n";
    }

    std::cout << "分配成功!\n";
    free(pChar);
    pChar = nullptr;
    std::cout << "释放成功!\n";
}

/*
*   (以下是输出部分)
*   分配成功!
*   释放成功!
*/

new/delete

通过上面知道了 malloc()/ free() 函数其实是用来 分配/释放内存块的，仅此而已。既然已经有了分配/释放内存空间的函数了，那C++ 为什么还需要重载new和delete呢？那是因为对于非内部数据类型(自定义类就是其中之一)无法满足动态对象的创建和释放，因为动态对象的创建/释放需要自动调用构造函数/析构函数来完成, 不能把这个任务强加给已有malloc()和free()，这就是为什么要重载new/delete来动态构建对象的原因。

静态/动态类型

那么问题来了，什么叫动态创建对象？还有其他方式创建对象么？聪明的你应该想到了， 对象可以动态创建，也可以静态创建。静态创建的对象具备静态类型，动态创建的对象可以是静态类型也可以是动态类型。
二者区别如下：
静态类型: 声明时采用的类型，在编译时就已经确定
动态类型: 对象的实际类型，在运行时才能确定

下面是对象的创建的简单示例:

#include <iostream>

class CExample