c++動(dòng)態(tài)分配淺析

1. c語(yǔ)言中動(dòng)態(tài)分配和釋放

在c中，申請(qǐng)動(dòng)態(tài)內(nèi)存是使用malloc和free，這兩個(gè)函數(shù)是c的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，分配內(nèi)存使用的是系統(tǒng)調(diào)用，使用它們必須包含stdlib.h，才能編譯通過(guò)。

malloc后需要檢查內(nèi)存是否分配成功，free則要在指針不為空的情況下才能進(jìn)行。

示例代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main()
{
 char *p = (char*)malloc(10);
 if ( p == NULL)
 {
  printf("error\n");
 }
 strncpy(p, "23456", sizeof(p)-1);
 printf("p=%s\n", p);
 if ( p != NULL)
 {
  free(p);
  p = NULL;
 }
 return 0;
}

2. c++動(dòng)態(tài)分配和釋放

c++中，申請(qǐng)動(dòng)態(tài)內(nèi)存是使用new和delete，這兩個(gè)關(guān)鍵字實(shí)際上是運(yùn)算符，并不是函數(shù)。

需要注意的是：new的不是數(shù)組的話，則直接delete就好，并且只會(huì)調(diào)用一次析構(gòu)函數(shù)，而new[]的話，則需使用delete[]來(lái)釋放，并且數(shù)組中每一個(gè)元素都會(huì)調(diào)用一次析構(gòu)函數(shù)，調(diào)用完析構(gòu)函數(shù)再釋放內(nèi)存。

3. new/delete的底層實(shí)現(xiàn)

對(duì)于基本數(shù)據(jù)類(lèi)型(無(wú)需構(gòu)造函數(shù))而言new是重載了new運(yùn)算符，調(diào)用了operator new，復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型則在此基礎(chǔ)上還會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，而operator new里面則是調(diào)用的malloc函數(shù)，如果調(diào)用malloc失敗，則直接拋出異常；

對(duì)于基本數(shù)據(jù)類(lèi)型(無(wú)需析構(gòu)函數(shù))而言delete是重載了delete運(yùn)算符，調(diào)用了operator delete，復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型則在此基礎(chǔ)上還會(huì)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，而operator delete里面則是調(diào)用的free函數(shù)。

4. new[]/delete[]的底層實(shí)現(xiàn)

• 簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類(lèi)型(包括基本數(shù)據(jù)類(lèi)型和不需要析構(gòu)函數(shù)的類(lèi)型)
  對(duì)于簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類(lèi)型而言，new[]調(diào)用的是operator new[]，計(jì)算出數(shù)組總大小之后調(diào)用operator new。值得一提的是，可以通過(guò)()初始化數(shù)組為零值，實(shí)例：

  char* p = new char[32]();

等同于：

char *p = new char[32];
memset(p,0, 32);

簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類(lèi)型時(shí)delete[]則和delete一樣，沒(méi)區(qū)別。

• 復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型
  對(duì)于復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型而言new[]先調(diào)用operator new[]分配內(nèi)存，然后在指針的前四個(gè)字節(jié)寫(xiě)入數(shù)組大小，最后看分配了多少個(gè)元素就調(diào)用多少次構(gòu)造函數(shù)，之所以要在前4個(gè)字節(jié)寫(xiě)入數(shù)組大小，是因?yàn)獒尫艃?nèi)存之前會(huì)調(diào)用每個(gè)對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)。但是編譯器并不知道p實(shí)際所指對(duì)象的大小。如果沒(méi)有儲(chǔ)存數(shù)組大小，編譯器就不知道應(yīng)該調(diào)用幾次析構(gòu)函數(shù)；

new[]分配的內(nèi)存只能由delete[]釋放，如果由delete釋放會(huì)崩潰，為什么會(huì)崩潰呢？

假設(shè)指針p指向new[]分配的內(nèi)存，因?yàn)橐?字節(jié)存儲(chǔ)數(shù)組大小，實(shí)際分配的內(nèi)存地址為[p-4]，系統(tǒng)記錄的也是這個(gè)地址，delete[]實(shí)際釋放的就是p-4指向的內(nèi)存，而delete會(huì)直接釋放p指向的內(nèi)存，這個(gè)內(nèi)存根本沒(méi)有被系統(tǒng)記錄，所以會(huì)崩潰。

5. c++中new失敗了怎么辦

根據(jù)前面new實(shí)現(xiàn)原理說(shuō)的，C++里，如果new分配內(nèi)存失敗，默認(rèn)是拋出異常的。所以，如果分配成功，p == NULL就絕對(duì)不會(huì)成立；而如果分配失敗了，也不會(huì)執(zhí)行 if ( p == NULL )，因?yàn)榉峙涫r(shí)，new 就會(huì)拋出異常跳過(guò)后面的代碼。如果你想檢查 new 是否成功，應(yīng)該捕捉異常：

try {
       int* p = new int[SIZE];
      // 其它代碼
} catch ( const bad_alloc& e ) {
      return -1;
}

當(dāng)然，標(biāo)準(zhǔn) C++ 亦提供了一個(gè)方法來(lái)抑制 new 拋出異常，而返回空指針，如下：

int* p = new (std::nothrow) int; // 這樣如果 new 失敗了，就不會(huì)拋出異常，而是返回空指針
if ( p == NULL ) // 像這樣，這個(gè)判斷就有意義了
return -1;

6. delete失敗時(shí)是什么現(xiàn)象，一般是因?yàn)槭裁丛?/h4>

delete失敗可能是因?yàn)閮?nèi)存在之前已經(jīng)delete過(guò)一次了，再次delete就會(huì)失敗，linux下報(bào)錯(cuò)：double free or corruption，已放棄。

7. placement new的使用

placement new用于在已經(jīng)分配好的內(nèi)存上，再進(jìn)行二次分配，具體實(shí)現(xiàn)如下：

//假設(shè)有類(lèi)X，成員函數(shù)Do()，代碼如下：

int main()

{

    char *buf = new char[sizeof(X)];

    X *x = new (buf) X;

    x->Do();

    x->~X(); //一定要主動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)去析構(gòu)

    delete []buf;

    return 0;

}