一、new/delete 简介
C 语言中的动态内存管理方式有malloc、calloc、realloc 和 free，但是 malloc 和 free 是函数,new 和 delete 是 C++ 用于管理堆内存的两个运算符
二、new/delete实现原理及操作
1.内置类型操作
void Test1()
{
int* p1 = new int;//动态申请1个int类型的空间
int* p2 = new int(10);//动态申请1个int类型的空间,并初始化为10
int* p3 = new int[10];//动态申请10个int类型的空间(类型为int[10])
int* p4 = new int[10]{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };//动态申请10个int类型的空间。并初始化为{1~0}
delete p1;
delete p2;
delete[] p3;
delete[] p4;
}
- 申请内置类型空间时，new和malloc，delete和free基本类似。
- 申请和释放单个内存，用new和delete操作符，申请和释放连续的空间，用new[]和delete[]操作符。
- new在申请失败时会抛出异常，malloc会返回NULL
如果new和delete没有匹配使用，产生后果?
void Test2()
{
int* p1 = new int;
int* p2 = new int[10];
int* p3 = new int[10];
delete[] p1;
delete p2;
free(p3);
//...
}
结论：如果申请的是内置类型的空间，不会产生任何后果
2.自定义类型操作
class Test
{
public:
Test()
:_data(10)
,_p(new int)
{
cout << "Test():" << this << endl;
}
~Test()
{
delete _p;
cout << "~Test():" << this << endl;
}
private:
int _data;
int* _p;
};
void Test3()
{
Test* p1 = new Test;//申请单个Test类型的对象
delete p1;
cout << endl;
Test* p2 = new Test[10];//申请10个Test类型的对象
delete[] p2;
Test* p3 = (Test*)malloc(sizeof(Test)); //申请单个Test类型的空间
//malloc申请空间时不会调用构造函数--申请的是与对象大小相同的一块内存空间，不能将该块内存空间看成一个对象
free(p3);
Test* p4 = (Test*)malloc(sizeof(Test) * 10);//申请10个Test类型的空间
free(p4);
}
new的原理
- 调用operator new函数申请空间，operator new函数实际通过malloc来申请空间，空间申请成功直接返回，申请失败时检测是否有空间不足应对措施，有则继续申请，没有就抛出异常。
- 在申请的空间上调用构造函数，完成对象的构造
delete的原理
- 在空间上调用析构函数，完成对象中资源的清理工作
- 调用operator delete函数释放对象的空间，operator delete函数本质是通过free来释放空间的。
new T[N]的原理
- 调用operator new[]函数，在operator new[]中实际调用operator new函数，而operator new函数实际通过malloc循环申请空间，完成N个对象空间的申请。
- 在申请的空间上调用N次构造函数。
delete[ ]的原理
- 在释放的对象空间上调用N次析构函数，完成N个对象中资源的清理。
- 调用==operator delete[]==释放空间，实际在operator delete[ ]中调用operator delete，而operator delete函数实际通过free来释放空间。
如果new和delete没有匹配使用，产生后果?
void Test4()
{
Test* p1 = new Test;
free(p1);//不报错
Test* p2 = new Test[10];
delete p2;//报错
Test* p3 = new Test;
delete[] p3;//报错 崩溃
}
结论：不管是new还是delete，只要涉及到[ ]，必然会崩溃。
三、定位new表达式(placement-new)
含义：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。
使用格式：new (place_address) type或者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。
使用场景：定位new表达式在实际中一般是配合内存池使用。因为内存池分配出的内存没有初始化，所以如果是自定义类型的对象，需要使用new的定义表达式进行显示调构造函数进行初始化。
void Test6()
{
// p1现在指向的只不过是与Test对象相同大小的一段空间，还不能算是一个对象，因为构造函数没有执行
Test* p1 = (Test*)malloc(sizeof(Test));
new(p1) Test; //如果Test类的构造函数有参数时，此处需要传参
}
总结
malloc/free和new/delete的相同和不同
malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。
不同的地方是：
- malloc和free是函数，new和delete是操作符。
- malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化。
- malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可。
- malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型。
- malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需要捕获异常。
- 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成空间中资源的清理。
- malloc申请的空间一定在堆上，但new不一定。
