从C语言到C++⑨(第三章_C&C++内存管理)详解new和delete+面试题笔试题（下）

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5. 定位new（了解）

5.1 定位new表达式(placement-new)

定位 new 表达式是在已分配的原始空间中调用构造函数初始化一个对象。

简单来说就是，定位new表达式可以在已有的空间进行初始化。

写法：

new(目标地址指针)类型                         // 不带参
new(目标地址指针）类型(该类型的初始化列表)       // 带参

注意：目标地址必须是一个指针。

5.2 定位new的使用场景

       定位 new 在特定情况下是有用的。

比如开的空间是从内存池来的，如果想初始化，我们就可以使用它。

因为内存池分配出的内存初始化，所以如果是自定义类型的对象，

需要使用 new 定义的表达式进行显示调用构造函数进行初始化。

#include<iostream>
using namespace std;
 
class A
{
public:
  A(int a = 0)
    : _a(a)
  {
    cout << "A():" << this << endl;
  }
 
  ~A()
  {
    cout << "~A():" << this << endl;
  }
 
private:
  int _a;
};
 
int main()
{
  A* p1 = new A;
 
  A* p2 = (A*)malloc(sizeof(A));
  if (p2 == nullptr)
  {
    perror("malloc fail");
  }
  //new(p2)A;
  new(p2)A(10);
 
  return 0;
}

模拟一下 new 的行为：

int main()
{
  A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
  new(p1)A(10);
 
    // 模拟一下new的行为
  A* p2 = new A(2); 
 
  // 等价于:
  A* p3 = (A*)operator new(sizeof(A));
  new(p3)A(3);
 
  return 0;
}

平常不会这么写，但是有时内存不一定是从堆来的，比如从内存池来的，定位 new 就有用了。

6. 常见面试题

6.1 malloc/free和new/delete的区别

malloc/free和new/delete的共同点是：都从堆上申请空间，都需要用户手动释放。

不同的地方是：

• 1. malloc和free是函数，new和delete是操作符
• 2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
• 3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可，如果是多个对象，[ ]中指定对象个数即可
• 4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型。
• 5. 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
• 6. 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new在申请空间后会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。

7. 笔试选择题

7.1 下面有关c++内存分配堆栈说法错误的是( )

A.对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制

B. 对于栈来讲，生长方向是向下的，也就是向着内存地址减小的方向；对于堆来讲，它的生长方向是向上的，是向着内存地址增加的方向增长

C.对于堆来讲，频繁的 new/delete 势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题

D.一般来讲在 32 位系统下，堆内存可以达到4G的空间，但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的

7.2 C++中关于堆和栈的说法，哪个是错误的( )

A.堆的大小仅受操作系统的限制，栈的大小一般较小

B.在堆上频繁的调用new/delete容易产生内存碎片，栈没有这个问题

C.堆和栈都可以静态分配

D.堆和栈都可以动态分配

7.3 c++中，类ClassA的构造函数和析构函数的执行次数分别为( )

ClassA *pclassa=new ClassA[5];
 
delete pclassa;

A.5,1

B.1,1

C.5,5

D.程序可能崩溃

7.4 函数参数使用的空间是在（）中申请的，malloc或new是在（）中申请空间的？（）

A.堆，栈

B.栈，堆

C.栈， 栈

D.堆，堆

7.5 下面有关malloc和new，说法错误的是？ ( )

A.new 是创建一个对象(先分配空间，再调构造函数初始化)， malloc分配的是一块内存

B.new 初始化对象，调用对象的构造函数，对应的delete调用相应的析构函数，malloc仅仅分配内存，free仅仅回收内存

C.new和malloc都是保留字，不需要头文件支持

D.new和malloc都可用于申请动态内存，new是一个操作符，malloc是是一个函数

7.6 设已经有A,B,C,D4个类的定义，程序中A,B,C,D析构函数调用顺序为？ （ ）

C c;
void main()
{
  A*pa=new A();
  B b;
  static D d;
  delete pa;
}

A.A B C D

B.A B D C

C.A C D B

D.A C B D

7.7 使用 char* p = new char[100]申请一段内存，然后使用delete p释放，有什么问题？( )

A.会有内存泄露

B.不会有内存泄露，但不建议用

C.编译就会报错，必须使用delete []p

D.编译没问题，运行会直接崩溃

7.8 以下代码中，A 的构造函数和析构函数分别执行了几次： ( )

A.1、1

B.10、10

C.1、10

D.10、1

7.9 变量所在哪个内存区域以及变量所占空间大小是多少？

int globalVar = 1;
static int staticGlobalVar = 1;
void Test()
{
  static int staticVar = 1;
  int localVar = 1;
  int num1[10] = { 1, 2, 3, 4 };
  char char2[] = "abcd";
  const char* pChar3 = "abcd";
  int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
  int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));
  int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 4);
  free(ptr1);
  free(ptr3);
}

1. 选择题：

 选项: A.栈 B.堆 C.数据段(静态区) D.代码段(常量区)

 globalVar在哪里？____  staticGlobalVar在哪里？____

 staticVar在哪里？____  localVar在哪里？____

 num1 在哪里？____

 char2在哪里？____   *char2在哪里？___

 pChar3在哪里？____   *pChar3在哪里？____

 ptr1在哪里？____    *ptr1在哪里？____

2. 填空题：

 sizeof(num1) = ____;  

 sizeof(char2) = ____;   strlen(char2) = ____;

 sizeof(pChar3) = ____;   strlen(pChar3) = ____;

 sizeof(ptr1) = ____;

答案及解析

7.1 D

A.栈区主要存在局部变量和函数参数，其空间的管理由编译器自动完成，无需手动控制，堆区是自己申请的空间，在不需 要时需要手动释放

B.栈区先定义的变量放到栈底，地址高，后定义的变量放到栈顶，地址低，因此是向下生长的，堆区则相反

C.频繁的申请空间和释放空间，容易造成内存碎片，甚至内存泄漏，栈区由于是自动管理，不存在此问题

D.32位系统下，最大的访问内存空间为4G,所以不可能把所有的内存空间当做堆内存使用，故错误

7.2 C

A.堆大小受限于操作系统，而栈空间一般有系统直接分配

B.频繁的申请空间和释放空间，容易造成内存碎片，甚至内存泄漏，栈区由于是自动管理，不存在此问题

C.堆无法静态分配，只能动态分配

D.栈可以通过函数_alloca进行动态分配，不过注意，所分配空间不能通过free或delete进行释放

7.3 D

申请对象数组，会调用构造函数5次，delete由于没有使用[]，此时只会调用一次析构函数，但往往会引发程序崩溃，要想完整释放数组空间，需要使用[]

7.4 B

7.5 C

A.new会申请空间，同时调用构造函数初始化对象，malloc只做一件事就是申请空间

B.new/delete与malloc/free最大区别就在于是否会调用构造函数与析构函数

C.需要头文件malloc.h,只是平时这个头文件已经被其他头文件所包含了，用的时候很少单独引入，故错误

D.new是操作符，malloc是函数

7.6 B

首先手动释放pa， 所以会先调用A的析构函数，其次C B D的构造顺序为 C D B，因为先构造全局对象，再构造局部静态对象，最后才构造普通对象，然而析构对象的顺序是完全按照构造的相反顺序进行的，所以答案为 B

7.7 B

A.对于内置类型，此时delete就相当于free，因此不会造成内存泄漏

B.正确

C.编译不会报错，建议针对数组释放使用delete[],如果是自定义类型，不使用方括号就会运行时错误

D.对于内置类型，程序不会崩溃，但不建议这样使用

7.8 B

A.申请数组空间，构造函数调用的次数就是数组的大小

B.正确

C.申请数组空间，构造函数调用的次数就是数组的大小

D.如果释放数组空间，delete使用了[]，则会对应的调用数组大小次数的析构函数

7.9 本篇最上面已经说过了：

本篇完。