c++中的new和delete

对于计算机程序设计而言，变量和对象在内存中的分配都是编译器在编译程序时安排好的，这带来了极大的不便，如数组必须大开小用，指针必须指向一个已经存在的变量或对象。对于不能确定需要占用多少内存的情况，动态内存分配解决了这个问题。

一、new/delete 简介

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new 和 delete 是 C++ 用于管理 堆内存 的两个运算符，对应于 C 语言中的 malloc 和 free，但是 malloc 和 free 是函数，new 和 delete 是运算符。除此之外，

new 在申请内存的同时，还会调用对象的构造函数，而 malloc 只会申请内存；同样，delete 在释放内存之前，会调用对象的析构函数，而 free 只会释放内存。

new 运算符的内部实现分为两步：

• 内存分配(先)

  调用相应的 operator new(size_t) 函数，动态分配内存。如果 operator new(size_t) 不能成功获得内存，则调用 new_handler() 函数用于处理new失败问题。如果没有设置 new_handler() 函数或者 new_handler() 未能分配足够内存，则抛出std::bad_alloc 异常。“new运算符”所调用的 operator new(size_t) 函数，按照C++的名字查找规则，首先做依赖于实参的名字查找（即ADL规则），在要申请内存的数据类型T的 内部（成员函数）、数据类型T定义处的命名空间查找；如果没有查找到，则直接调用全局的 ::operator new(size_t) 函数。

• 构造函数(后)

• 在分配到的动态内存块上 初始化 相应类型的对象（构造函数）并返回其首地址。如果调用构造函数初始化对象时抛出异常，则自动调用 operator delete(void*, void*) 函数释放已经分配到的内存。

这是string *s = new string("a value"); 这句表达式内部的实现：

我们可以看出new内部的调用顺序：（初始化一个对象时）

new内部的调用顺序：（初始化若干个对象时）

delete 运算符的内部实现分为两步：

• 析构函数(先）

  调用相应类型的析构函数，处理类内部可能涉及的资源释放。

• 内存释放（后）

  调用相应的 operator delete(void *) 函数。调用顺序参考上述 operator new(size_t) 函数（ADL规则）。

同样地，delete对象时，调用顺序为：（delete单个对象时）

delete对象时，调用顺序为：（delete多个对象时）

二、new/delete 表达式语法

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2.1 new 表达式语法

一、new用法

1.开辟单变量地址空间

使用new运算符时必须已知数据类型，new运算符会向系统堆区申请足够的存储空间，如果申请成功，就返回该内存块的首地址，如果申请不成功，则返回零值。

new运算符返回的是一个指向所分配类型变量（对象）的指针。对所创建的变量或对象，都是通过该指针来间接操作的，而动态创建的对象本身没有标识符名。

一般使用格式：
        格式1：指针变量名=new 类型标识符；
        格式2：指针变量名=new 类型标识符（初始值）；
        格式3：指针变量名=new 类型标识符 [内存单元个数]；

说明：格式1和格式2都是申请分配某一数据类型所占字节数的内存空间；

　　   格式2在内存分配成功后，同时将一初值存放到该内存单元中；

　　   格式3可同时分配若干个内存单元，相当于形成一个动态数组。

1)new int;  //开辟一个存放整数的存储空间,返回一个指向该存储空间的地址。int *a = new int 即为将一个int类型的地址赋值给整型指针a

2)int *a = new int(5) 作用同上,但是同时将整数空间赋值为5

比较经典的几个例子（结合指针来理解一下）：

int *p=new int;    (*p)才是指针

int **p =new int *;

int **p=new int *[3];//指针数组

int (*p)[3]=new int[2][3];//int类型的二维数组(),我们分析正常的二维数组可以知道，对于int a[2][3],可以看作int [3] a[2],即有一个一维数组，里面有两个元素，每个元素的类型都是int [3]

int  * (*p)[3]=new int *[2][3];//int指针类型的二维数组

node *p=new node[2];//结构体数组

2.开辟数组空间

对于数组进行动态分配的格式为：　　`　　　　　　

delete a;   //释放单个int的空间

2. 删除数组空间

int *a = new int[5];

delete []a;    //释放int数组空间

记住：new和delete就像malloc和free一样，都要成对使用哦。

三、new/delete 和malloc/free的区别和联系

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2.1 new 表达式语法

一、new用法

new和delete与malloc和free一样，都是存在堆上的。那么，二者有什么异同呢？

总结new/delete和malloc/free的区别和联系：

1. 它们都是动态管理内存的入口。

2. malloc/free是C/C++标准库的函数，new/delete是C++操作符。

3. malloc/free只是对内存进行分配和释放；new/delete还负责完成了创建和销毁对象的任务。

4.new的安全性要高一些，因为他返回的就是一个所创建的对象的指针，对于malloc来说返回的则是void*，需要手动计算类型大小，进行强制类型转换，显然这是一个危险的漏洞。

5.new/delete的底层调用了malloc/free。

6.malloc/free申请空间后得判空，new/delete则不需要。

7.new直接跟类型，malloc跟字节数个数。

8.我们可以对new/delete重载，使内存分配按照我们的意愿进行，这样更具有灵活性，malloc则不行。

不过，new/delete也并不是十分完美，大概最大的缺点就是效率低（针对的是缺省的分配器），原因不只是因为在自由存储区上分配（和栈上对比），而且new只是对于堆分配器（malloc/realloc/free）的一个浅层包装，没有针对小型的内存分配做优化。另外缺省分配器具有通用性，它管理的是一块内存池，这样的管理往往需要消耗一些额外空间。我们可以针对new/delete进行重写以追求更高的效率，对于这方面更深入的探讨可以参考《Effective C++》第八章。

四.使用时的注意事项

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1. new 和delete都是内建的操作符，语言本身所固定了，无法重新定制，想要定制new和delete的行为，徒劳无功的行为。

2. 动态分配失败，则返回一个空指针（NULL），表示发生了异常，堆资源不足，分配失败。

3. 指针删除与堆空间释放。删除一个指针p（delete p;）实际意思是删除了p所指的目标（变量或对象等），释放了它所占的堆空间，而不是删除p本身（指针p本身并没有撤销，它自己仍然存在，该指针所占内存空间并未释放），释放堆空间后，ｐ成了空指针。

4. 内存泄漏（memory leak）和重复释放。new与delete 是配对使用的， delete只能释放堆空间。如果new返回的指针值丢失，则所分配的堆空间无法回收，称内存泄漏，同一空间重复释放也是危险的，因为该空间可能已另分配，所以必须妥善保存new返回的指针，以保证不发生内存泄漏，也必须保证不会重复释放堆内存空间。

5. 动态分配的变量或对象的生命期。我们也称堆空间为自由空间（free store），但必须记住释放该对象所占堆空间，并只能释放一次，在函数内建立，而在函数外释放，往往会出错。

6. 要访问new所开辟的结构体空间,无法直接通过变量名进行,只能通过赋值的指针进行访问。

用new和delete可以动态开辟和撤销地址空间。在编程序时,若用完一个变量(一般是暂时存储的数据),下次需要再用,但却又想省去重新初始化的功夫，可以在每次开始使用时开辟一个空间，在用完后撤销它。

参考资料：

http://blog.csdn.net/hihozoo/article/details/51441521（placement new 运算符，在栈上new对象可参考）

http://blog.csdn.net/xxpresent/article/details/53024555

http://blog.csdn.net/dreamiond/article/details/75201473

https://www.cnblogs.com/wanqieddy/p/4372033.html