new/delete操作内置类型
申请和释放单个元素的空间，使用new和delete操作符，申请和释放连续的空间，使用new[]和delete[]。
new和delete操作自定义类型
class Test
{
public:
Test()
:_data(0)
{
cout << "Test():" << this << endl;
}
~Test()
{
cout << "~Test()" << this << endl;
}
private:
int _data;
};
void Test1()
{
//申请单个Test类型的空间
Test* p1 = (Test*)malloc(sizeof(Test));
free(p1);
//申请10个Test类型的空间
Test* p2 = (Test*)malloc(sizeof(Test) * 10);
free(p2);
}
void Test2()
{
// 申请单个Test类型的对象
Test* p1 = new Test;
delete p1;
// 申请10个Test类型的对象
Test* p2 = new Test[10];
delete[] p2;
}
运行结果：
在申请自定义类型空间时，new会调用构造函数，delete会调用析构函数。
但是，malloc和free不会。
operator new 与 operator delete
new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符，operator new和operator delete是系统提供的全局函数，new在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete在底层通过operator delete函数来释放空间。
operator new
函数实际通过malloc来申请空间，当malloc申请空间成功时直接返回；
申请空间失败，尝试执行空间不足应对措施，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否则抛异常。
返回类型：void*
operator delete
函数通过free释放空间。
返回类型：void
operator new 与 operator delete的类专属重载
struct ListNode
{
ListNode* _next;
ListNode* _prev;
int _data;
void* operator new(size_t n)
{
void* p = nullptr;
p = allocator<ListNode>().allocate(1);
cout << "memory pool allocate" << endl;
return p;
}
void operator delete(void* p)
{
allocator<ListNode>().deallocate((ListNode*)p, 1);
cout << "memory pool deallocate" << endl;
}
};
class List
{
public:
List()
{
_head = new ListNode;
_head->_next = _head;
_head->_prev = _head;
}
~List()
{
ListNode* cur = _head->_next;
while (cur != _head)
{
ListNode* next = cur->_next;
delete cur;
cur = next;
}
delete _head;
_head = nullptr;
}
private:
ListNode* _head;
};
int main()
{
List l;
return 0;
}
测试结果
new和delete的实现原理
内置类型
如果申请的是内置类型的空间。
new和malloc，delete和free基本相似。
不同的是：
new/delete申请和释放的是单个元素的空间，new[]和delete[]申请的是连续空间；
而且new在申请空间失败时会抛异常，malloc会返回NULL。
自定义类型
new的原理
1、调用operator new的函数申请空间
2、在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造
delete的原理
1、在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作。
2、调用operator delete函数释放对象的空间。
new T[N]的原理
1、调用operator new[]函数，在operator new[] 中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申请
2、在申请的空间上执行N次构造函数
delete[]的原理
1、在释放的对象空间上执行N次析构函数，完成N个对象中资源的清理
2、调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间。
定位new表达式（placement-new）
定位new表达式是在已分配的原始内存空间中调用构造函数初始化一个对象。
使用格式：
new (place_address) type或者new (place_address) type(initializer-list)
place_address必须是一个指针，initializer-list是类型的初始化列表
class Test
{
public:
Test(int data = 0)
:_data(data)
{
cout << "Test():" << this << endl;
}
~Test()
{
cout << "~Test()" << this << endl;
}
private:
int _data;
};
void Test1()
{
//Test* p = (Test*)operator new(sizeof(Test));
Test* p = (Test*)malloc(sizeof(Test));
new(p)Test(1);
}
int main()
{
Test1();
return 0;
}
程序结果：
使用场景：
定位new表达式在实际中一般是配合内存池使用。因为内存池分配出的内存没有初始化，所以如果是自定义
类型的对象，需要使用new的定义表达式进行显示调构造函数进行初始化。
malloc/free 和 new/delete的区别
1、malloc和free是函数，new和delete是操作符
2、malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需要在后面跟上空间的类型即可
3、malloc的返回值为void*，在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间类型
4、malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需要捕获异常
5、malloc申请空间不会初始化，new可以初始化
6、申请自定义类型对象时，malloc和free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new在申请空间后调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成空间中资源的清理。