实例代码分析c++动态分配

1. c语言中动态分配和释放

在c中,申请动态内存是使用malloc和free,这两个函数是c的标准库函数,分配内存使用的是系统调用,使用它们必须包含stdlib.h,才能编译通过。

malloc后需要检查内存是否分配成功,free则要在指针不为空的情况下才能进行。

示例代码如下:


#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++动态分配和释放

c++中,申请动态内存是使用new和delete,这两个关键字实际上是运算符,并不是函数。

需要注意的是:new的不是数组的话,则直接delete就好,并且只会调用一次析构函数,而new[]的话,则需使用delete[]来释放,并且数组中每一个元素都会调用一次析构函数,调用完析构函数再释放内存。

3. new/delete的底层实现

对于基本数据类型(无需构造函数)而言new是重载了new运算符,调用了operator new,复杂数据类型则在此基础上还会调用构造函数,而operator new里面则是调用的malloc函数,如果调用malloc失败,则直接抛出异常;

对于基本数据类型(无需析构函数)而言delete是重载了delete运算符,调用了operator delete,复杂数据类型则在此基础上还会调用析构函数,而operator delete里面则是调用的free函数。

4. new[]/delete[]的底层实现

简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)
对于简单数据类型而言,new[]调用的是operator new[],计算出数组总大小之后调用operator new。值得一提的是,可以通过()初始化数组为零值,实例:


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

等同于:


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

简单数据类型时delete[]则和delete一样,没区别。

复杂数据类型

对于复杂数据类型而言new[]先调用operator new[]分配内存,然后在指针的前四个字节写入数组大小,最后看分配了多少个元素就调用多少次构造函数,之所以要在前4个字节写入数组大小,是因为释放内存之前会调用每个对象的析构函数。但是编译器并不知道p实际所指对象的大小。如果没有储存数组大小,编译器就不知道应该调用几次析构函数;
new[]分配的内存只能由delete[]释放,如果由delete释放会崩溃,为什么会崩溃呢?

假设指针p指向new[]分配的内存,因为要4字节存储数组大小,实际分配的内存地址为[p-4],系统记录的也是这个地址,delete[]实际释放的就是p-4指向的内存,而delete会直接释放p指向的内存,这个内存根本没有被系统记录,所以会崩溃。

5. c++中new失败了怎么办

根据前面new实现原理说的,C++里,如果new分配内存失败,默认是抛出异常的。所以,如果分配成功,p == NULL就绝对不会成立;而如果分配失败了,也不会执行 if ( p == NULL ),因为分配失败时,new 就会抛出异常跳过后面的代码。如果你想检查 new 是否成功,应该捕捉异常:


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

当然,标准 C++ 亦提供了一个方法来抑制 new 抛出异常,而返回空指针,如下:


int* p = new (std::nothrow) int; // 这样如果 new 失败了,就不会抛出异常,而是返回空指针
if ( p == NULL ) // 像这样,这个判断就有意义了
return -1;

6. delete失败时是什么现象,一般是因为什么原因

delete失败可能是因为内存在之前已经delete过一次了,再次delete就会失败,linux下报错:double free or corruption,已放弃。

7. placement new的使用

placement new用于在已经分配好的内存上,再进行二次分配,具体实现如下:


//假设有类X,成员函数Do(),代码如下:

int main()

{

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

X *x = new (buf) X;

x->Do();

x->~X(); //一定要主动调用析构函数去析构

delete []buf;

return 0;

}

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