new / delete，new[ ] / delete[ ]，operator new /operator delete，malloc / free 之间的区别和联系

1. C语言和C++中动态内存分配的区别

区别	C语言	C++
申请内存	malloc	new 和new[]
释放空间	free	delete 和delete[]
作用域	内置类型	所有类型

new / delete 是两个操作符，malloc / free是两个系统函数

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2. new / delete 是如何实现操作的？

new 两步操作	delete 两步操作
1).调用 :: operator new( )分配内存	1).调用该类的析构函数释放所占资源
2).调用该类的构造函数进行初始化	2).调用 :: operotor delete( )释放内存

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3. operator new / operator delete

先来看看两个函数的调用方式：

void* operator new (size_t)
//用new 申请一块size_t大小的内存，需要该空间的返回值，来判断内存是否申请成功

void operator delete(void*)
//用delete 释放一块空间，不需要返回值，但需要参数指明释放那一块空间，得保证你释放的空间存在

• operator new 更具体的形式，有如下三种：（稍作了解）

//异常抛出形式：
void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);

//不抛出异常形式：
void* operator new(std::size_t size,const std::nothrow_t& nothrow_value) throw();

//placement形式：
void* operator new(std::size_t size,void*ptr)throw();

使用new / delete 函数时，编译器会默认调用 operator new ( ) 和 operator delete（ ），但既然是函数，就可以实现重载

代码验证：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    A()
    {
        cout << "A constructor" << endl;
    }
    void* operator new(size_t size)
    {
        cout << "this is new A" << endl;
        return ::operator new(size);
    }

    void  operator delete(void* ptr)
    {
        cout << "this is delete A" << endl;
        return ::operator delete(ptr);
    }

    ~A()
    {
        cout << "A destructor" << endl;
    }
};

int main()
{
    A *a = new A;
    delete a;
    system("pause");
    return 0;
}

打印结果：

• operator new 申请一个内存失败时，它会进行如下操作：

  1）如果存在客户规定的处理函数，则调用处理函数（new_handler）,如果不存在，抛出异常。
  ——new_handler 的模型为：void(*new_hanlder)( )

  2)继续申请内存
  3）判断是否申请成功，如果成功——返回内存指针，如果失败——转向步骤1）

• operator的注意事项：
  1）重载时，-必须带void* 类型的返回值
  2）重载时，-必须带有你申请内存 size_t 大小的参数
  3）重载时，可以调用除 sizez-t 以外的其他参数

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5. new[ ] / delete[ ]

• new[]如何分配空间的？

会额外多分配四个字节存储数组元素个数，分配完成后指针会向后偏移4个字节。

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• delete[]如何释放正确的空间大小？

将指针向前偏移4个字节，获取元素个数，再挨个释放。

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6. delete / delete[ ] 的区别

区别	delete	delete[ ]
释放对象	new分配的单个对象的指针指向的空间	new分配的数组的指针指向的空间
操作步骤	调用这个对象的析构函数释放所占资源，再释放这段内存空间	调用数组中每一个元素的析构函数释放资源，再释放这段内存空间
单个类对象	可以使用	可以使用（有一个就调一次析构函数）
数组对象	不可使用（此时只调用下标为0 的那个元素的析构函数）	可以使用

代码分析：
（1）

//实例一：
int*p=new int;（内置类型不需要调析构函数和构造函数）
delete p;//可以，p指向了一个int的内置类型大小的空间，delete直接释放了它。
delete []p;//可以

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（2）

//实例二：
int*p=new int[10]();可以
delete p;内置类型不需要调析构函数
delete []p;可以，效果同上

delete p;

delete [ ]p;

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（3）

//实例三：
A*p=new A（）;
delete p;//可以
delete []p;//可以

delete p；

delete [ ]p;

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（4）

//实例四：
A*p=new A[2]();
delete p;//不行，只会调用p[0]的析构函数
delete[] p;可以，会调每个数组元素的析构函数

delete p;

delete [ ]p;