??? 使用C/C++的苦逼娃們經(jīng)常深陷內(nèi)存越界錯(cuò)誤，資源泄漏錯(cuò)誤等等問(wèn)題，而且這樣的慘劇每時(shí)每刻都在這個(gè)世界上重復(fù)的發(fā)生著。其實(shí)，我也是苦逼娃！也為了個(gè)神馬越界的東西debug了整個(gè)下午過(guò)，為此也想砸電腦過(guò)。最后想想，其實(shí)不是C/C++苦逼，是我們的不小心而造成如此的苦逼。罪過(guò)，罪過(guò)。。。

??? 在C語(yǔ)言庫(kù)中，提供了這么兩個(gè)函數(shù)，malloc和free，分別用于執(zhí)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配和釋放。兩個(gè)函數(shù)的聲明如下：

void* malloc(size_t size); void free(void *pointer);

??? 從外觀上看,malloc函數(shù)的參數(shù)是接受需要分配的內(nèi)存字節(jié)數(shù)，如果內(nèi)存能夠滿足請(qǐng)求量，那么將會(huì)返回：指向被分配的內(nèi)存塊起始位置的指針（引用自《C和指針》中的表述）。而且，這塊內(nèi)存是一塊連續(xù)的內(nèi)存。夠爽吧！如果分配不成功的話，那么就返回null指針。例如：

struct Node { data_type value; struct Node *pre_node; struct Node *next_node; }; ? typedef struct Node *List; ? List newnode = NULL; ? newnode = (List)malloc(sizeof(struct Node)); // 分配了Node的空間,返回了相應(yīng)的指針 ? if (!newnode) // 為了防止空指針的存在，要檢查是否分配成功 { printf("內(nèi)存分配不成功！\n"); exit(1); }

??? 在這里，我們又一次看到了void指針的功效。對(duì)于不同類型的指針轉(zhuǎn)換，void指針都能應(yīng)付自如，更重要的是，我們不用為每種類型都特化一個(gè)內(nèi)存分配版本。這個(gè)會(huì)累死的。還有，對(duì)于分配出來(lái)的指針，我們要檢查它是否為空，這是為什嗎？因?yàn)?#xff0c;對(duì)于空指針的操作將會(huì)帶來(lái)未知的錯(cuò)誤，所以錯(cuò)誤摁在萌芽階段是我們的義務(wù)和責(zé)任。

??? 內(nèi)存的東西，向來(lái)都是要有借有還。有malloc就會(huì)有free。free函數(shù)的作用就是負(fù)責(zé)釋放申請(qǐng)來(lái)的內(nèi)存的。這個(gè)指向釋放的內(nèi)存指針是有講究的，你不能釋放申請(qǐng)來(lái)的一小部分的區(qū)域。例如：

int *pi; ? pi = (int *)malloc(sizeof(int)*10); ? free(pi + 5); // 這里就苦逼了！

??? 其次，較為常見(jiàn)失誤在于，我們對(duì)申請(qǐng)的內(nèi)存指針進(jìn)行操作，操作完之后，對(duì)其進(jìn)行釋放。此時(shí)，釋放不成功的原理和上面這個(gè)例子一樣，釋放了部分的內(nèi)存，而不是釋放全部?jī)?nèi)存。一般的做法是設(shè)一個(gè)臨時(shí)變量保存malloc來(lái)的指針，在釋放的時(shí)候，就釋放這個(gè)指針?biāo)缘膬?nèi)存區(qū)域，這樣就不會(huì)出錯(cuò)了。

??? 關(guān)于內(nèi)存越界，這是一個(gè)很普遍的問(wèn)題。這個(gè)只能你去親自把握，記清楚你申請(qǐng)了多少，其邊界在哪里，不要出錯(cuò)就埋怨電腦。

??? 說(shuō)了malloc和free，那就進(jìn)入今天的主題new和delete了。

??? 想必我們都寫(xiě)過(guò)這樣的代碼吧。

string *str = new string("memory alloc!");

??? 我們都知道new在堆上創(chuàng)建了一個(gè)string類型對(duì)象，這個(gè)看似一個(gè)動(dòng)作的事情卻暗地包含了三件事：獲得一塊內(nèi)存空間、調(diào)用構(gòu)造函數(shù)、返回正確的指針。相當(dāng)于下面：

void *pstr = operator new(sizeof(string)); new(pstr) string("memory alloc!"); string *str = static_cast<string*>(pstr);

??? 你應(yīng)該會(huì)心里犯嘀咕，臥槽，怎么出現(xiàn)了這么多的環(huán)節(jié)。其實(shí)呢，new可分為這么三種情形：new operator（我們平常用的new）， operator new（用來(lái)分配內(nèi)存的），placement new（構(gòu)造對(duì)象的）。當(dāng)然，你要用placement new的時(shí)候，你要加入<new>的頭函數(shù)。

??? ⑴ new operator

??? new operator的第一步分配內(nèi)存實(shí)際上是通過(guò)調(diào)用operator new來(lái)完成的，這里的new是可以重載的。operator new默認(rèn)情況下首先調(diào)用分配內(nèi)存的代碼，嘗試得到一段堆上的空間，如果成功就返回，如果失敗，則轉(zhuǎn)而去調(diào)用一個(gè)new_hander，然后繼續(xù)重復(fù)前面過(guò)程。

#include <iostream> using namespace std; ? class MyClass { private: ? public: MyClass() { }; ? void* operator new(size_t size) { cout << "調(diào)用了operator new" << endl; return ::operator new(size); } }; ? int main() { MyClass *a = new MyClass(); return 0; }

??? 運(yùn)行的結(jié)果如下：

??? 相應(yīng)的，delete也有delete operator和operator delete之分，后者也是可以重載的。并且，如果重載了operator new，就應(yīng)該也相應(yīng)的重載operator delete。

⑵ placement new

??? placement new的作用是用來(lái)實(shí)現(xiàn)定位構(gòu)造對(duì)象，可以說(shuō)相當(dāng)于new operator三步操作中的第二步，也就是在取得了一塊可以容納指定類型對(duì)象的內(nèi)存后，在這塊內(nèi)存上構(gòu)造一個(gè)對(duì)象。其用法：

void construct(pointer __p, const _Tp& __val) { new(__p) _Tp(__val); }

??? 其格式是這樣的：new（指針指向的內(nèi)存地址） 類型（值）。對(duì)照格式，可以這么說(shuō)是在__p上構(gòu)造一個(gè)_Tp類型的，值為_(kāi)_val。

??? 如果是像上面那樣在棧上使用了placement new，則必須手工調(diào)用析構(gòu)函數(shù)：

void destroy(pointer __p) { __p->~_Tp(); }

??? 當(dāng)覺(jué)得默認(rèn)的new operator對(duì)內(nèi)存的管理不能滿足我們的需求，我們可以自己手工打造內(nèi)存管理，此時(shí)的placement new就相當(dāng)有用了。以上兩段代碼源于sgi stl的alloc中，就說(shuō)明問(wèn)題了。

⑶ new operator 和 operator new 的取舍

??? 兩個(gè)關(guān)鍵詞很容易讓人迷糊，兩者又都是骨肉相連的狀態(tài)，取舍有點(diǎn)不易。對(duì)于取舍的評(píng)判，我挪用了《more effective C++》中的觀點(diǎn)：“如果你想產(chǎn)生對(duì)象在heap上，那么就用new operator，它不但分配內(nèi)存，而且為該對(duì)象調(diào)用了構(gòu)造函數(shù)；如果你只打算分配內(nèi)存，那么就用operator new ，只分配內(nèi)存，其余的事情都沒(méi)做。當(dāng)然，使用operator new 后續(xù)的對(duì)象構(gòu)造也要跟上，不然但分配內(nèi)存也就沒(méi)有意義了。”

??? 總結(jié)，在這篇文章中，介紹了malloc，free，new，delete的使用和一些心得體會(huì)。當(dāng)然，還有許多的內(nèi)容沒(méi)有做相應(yīng)的介紹，比如new_handle等內(nèi)容。抱歉，抱歉！

??? 關(guān)于內(nèi)存分配的問(wèn)題，你還可以參考：內(nèi)存分配機(jī)制。這篇文章介紹了C/C++內(nèi)存分配的知識(shí)。

參考文獻(xiàn)

1. 《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》

2. 《C和指針》

3. 《C專家編程》

4. 《more effective C++》

5. 《STL源碼解析》

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/ComputerG/archive/2012/03/10/2389328.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的malloc，free，new，delete解析（原）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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