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C++全面覆蓋內(nèi)存管理知識(shí)講解

更新時(shí)間：2022年06月18日 08:40:18 作者：努力變好的zz

本章主要介紹C語(yǔ)言與C++的內(nèi)存管理，以C++的內(nèi)存分布作為引入，介紹C++不同于C語(yǔ)言的內(nèi)存管理方式（new delete對(duì)比 malloc free)，感興趣的朋友來(lái)看看吧

前言

C語(yǔ)言內(nèi)存管理方式在C++中可以繼續(xù)使用，但有些地方就無(wú)能為力而且使用起來(lái)比較麻煩，因此C++又提出了自己的內(nèi)存管理方式：通過(guò)new和delete操作符進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理。

一、C++內(nèi)存管理方式

1.1new/delete操作內(nèi)置類型

void Test()
{
// 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)一個(gè)int類型的空間
int* ptr4 = new int;
// 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)一個(gè)int類型的空間并初始化為10
int* ptr5 = new int(10);
// 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)10個(gè)int類型的空間
int* ptr6 = new int[3];
delete ptr4;
delete ptr5;
delete[] ptr6;
}

注意：申請(qǐng)和釋放單個(gè)元素的空間，使用new和delete操作符，申請(qǐng)和釋放連續(xù)的空間，使用new[]和delete[]

二、operator new與operator delete函數(shù)

2.1operator new與operator delete函數(shù)

new和delete是用戶進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存申請(qǐng)和釋放的操作符，operator new 和operator delete是系統(tǒng)提供的全局函數(shù)，new在底層調(diào)用operator new全局函數(shù)來(lái)申請(qǐng)空間，delete在底層通過(guò)operator delete全局函數(shù)來(lái)釋放空間。

/*
operator new：該函數(shù)實(shí)際通過(guò)malloc來(lái)申請(qǐng)空間，當(dāng)malloc申請(qǐng)空間成功時(shí)直接返回；申請(qǐng)空間失敗，
嘗試執(zhí)行空 間不足應(yīng)對(duì)措施，如果改應(yīng)對(duì)措施用戶設(shè)置了，則繼續(xù)申請(qǐng)，否則拋異常。
*/
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
// 如果申請(qǐng)內(nèi)存失敗了，這里會(huì)拋出bad_alloc 類型異常
static const std::bad_alloc nomem;
_RAISE(nomem);
}
return (p);
}
/*
operator delete: 該函數(shù)最終是通過(guò)free來(lái)釋放空間的
*/
void operator delete(void *pUserData)
{
_CrtMemBlockHeader * pHead;
RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
if (pUserData == NULL)
return;
_mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */
__TRY
/* get a pointer to memory block header */
pHead = pHdr(pUserData);
/* verify block type */
_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
_free_dbg( pUserData, pHead->nBlockUse );
__FINALLY
_munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */
__END_TRY_FINALLY
return;
}
/*
free的實(shí)現(xiàn)
*/
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)

通過(guò)上述兩個(gè)全局函數(shù)的實(shí)現(xiàn)知道，operator new 實(shí)際也是通過(guò)malloc來(lái)申請(qǐng)空間，如果malloc申請(qǐng)空間成功就直接返回，否則執(zhí)行用戶提供的空間不足應(yīng)對(duì)措施，如果用戶提供該措施就繼續(xù)申請(qǐng)，否則就拋異常。operator delete 最終是通過(guò)free來(lái)釋放空間的。

二、new和delete的實(shí)現(xiàn)原理

2.1內(nèi)置類型

如果申請(qǐng)的是內(nèi)置類型的空間，new和malloc，delete和free基本類似，不同的地方是：new/delete申請(qǐng)和釋放的是單個(gè)元素的空間，new[]和delete[]申請(qǐng)的是連續(xù)空間，而且new在申請(qǐng)空間失敗時(shí)會(huì)拋異常，malloc會(huì)返回NULL。