C/C++内存管理（上）:https://developer.aliyun.com/article/1624946
4.operator new与operator delete函数
4.1 operator new 与 operator delete 函数（重点）
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全局函数来释放空间。
/*
operator new：该函数实际通过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。
*/
void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{
// try to allocate size bytes
void *p;
while ((p = malloc(size)) == 0)
if (_callnewh(size) == 0)
{
// report no memory
// 如果申请内存失败了，这里会抛出bad_alloc 类型异常
static const std::bad_alloc nomem;
_RAISE(nomem);
}
return (p);
}
/*
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
*/
void operator delete(void *pUserData)
{
_CrtMemBlockHeader * pHead;
RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
if (pUserData == NULL)
return;
_mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */
__TRY
/* get a pointer to memory block header */
pHead = pHdr(pUserData);
/* verify block type */
_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
_free_dbg( pUserData, pHead->nBlockUse );
__FINALLY
_munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */
__END_TRY_FINALLY
return;
}
/*
free的实现
*/
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)
通过上述两个全局函数的实现知道， operator new 实际也是通过 malloc 来申请空间，如果
malloc申请空间成功就直接返回，否则执行用户提供的空间不足应对措施，如果用户提供该措施
就继续申请，否则就抛异常。 operator delete 最终是通过 free 来释放空间的。
抛异常补充：
void func() { // throw try/catch int n = 1; while (1) { void* p1 = new char[1024 * 1024]; cout << p1 << "->"<< n<<endl; ++n; } } int main() { try { func(); } catch (const exception& e) { cout << e.what() << endl; } return 0; }
1. 抛出异常
使用 throw 关键字可以抛出一个异常。异常可以是任何类型，通常是 std::exception 或其派生类。
2. 捕获异常
使用 try 和 catch 块来捕获和处理异常。
#include <iostream> #include <stdexcept> // runtime_error using namespace std; class A { public: A(int value) { if (value < 0) { throw runtime_error("Value cannot be negative"); } _value = value; } void Print() { cout << "Value: " << _value << endl; } private: int _value; }; int main() { try { A obj1(10); obj1.Print(); A obj2(-5); // 这将抛出异常 obj2.Print(); } catch (const exception& e) { cout << "Exception caught: " << e.what() << endl; } return 0; }
5.new和delete的实现原理
5.1 内置类型
如果申请的是内置类型的空间，new和malloc，delete和free基本类似，不同的地方是：
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。
5.2 自定义类型
new 的原理
1. 调用operator new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
6. 定位new表达式(placement-new) （了解）
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
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。
#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; }; // 定位new/replacement new int main() { // p1现在指向的只不过是与A对象相同大小的一段空间，还不能算是一个对象，因为构造函数没有执行 A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A)); new(p1)A; // 注意：如果A类的构造函数有参数时，此处需要传参 p1->~A(); free(p1); A * p2 = (A*)operator new(sizeof(A)); new(p2)A(10); p2->~A(); operator delete(p2); return 0; }
7. malloc/free和new/delete的区别
malloc/free和new/delete的 共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。
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
空间中资源的清理释放
结束语
本节内容到此结束，最后感谢各位友友的支持，点个赞吧！！！
