C++ new/delete詳解及原理

　　　　　　學了馮諾依曼體系結構,我們知道: 硬件決定軟件行為,數據都是圍繞內存流動的。

　　　　　　可想而知,內存是多么重要。當然,我們這里說的內存是虛擬內存(詳情看Linxu壹之型)。

　　　　1.C/C++內存布局　　

 　　　　2.C語言動態內存管理方式

　　　　　 　申請內存 : malloc/calloc/realloc
　　　　　 　釋放 : free
　　　　　 　malloc/calloc/realloc的區別:
　　　　　　　　　　

//申請大小為size的內存塊
void* malloc (size_t size);

//申請大小為num*size的內存塊,並將每個元素初始化為0
void* calloc (size_t num, size_t size);

//ptr為NULL,申請空間類似於malloc
//ptr不為NULL,則將ptr指向空間改變大小為size,並且如果改變的空間遠大於舊空間,會申請新內存塊,並將原數據拷貝過來,釋放舊空間,返回新地址
void* realloc (void* ptr, size_t size);

　

　　　   3.C++動態內存管理

                   

 　　　　　在C++中,申請動態內存不再是函數,而是操作符。

　　　　     注意,申請釋放單個元素的空間用new和delete,申請釋放連續的空間用new[]和delete[]。

　　　　　 那么new/delete和malloc/free到底有什么區別呢? 下面,我們做個測試:

#include<iostream>
#include<malloc.h>
using namespace std;

class Test
{
public:
	Test()
		: _data(0)
	{
		cout << "Test():" << this << endl;
	}
	~Test()
	{
		cout << "~Test():" << this << endl;
	}
private:
	int _data;
};

void Test2()
{
	// 申請單個Test類型的空間
	Test* p1 = (Test*)malloc(sizeof(Test));
	free(p1);
	// 申請10個Test類型的空間
	Test* p2 = (Test*)malloc(sizeof(Test) * 10);
	free(p2);
}

void Test3()
{
	// 申請單個Test類型的對象
	Test* p1 = new Test;
	delete p1;
	// 申請10個Test類型的對象
	Test* p2 = new Test[10];
	delete[] p2;
}

int main()
{
	Test2();
	Test3();
	getchar();
	return 0;
}

　　　　　　 測試結果如下:

　　                

                　  我們可以得到結果: new會先申請空間,再調用構造函數,delete會先調用析構函數,再釋放空間。而malloc/free不會調用構造/析構函數。

　　　　　　

　　　　4.new/delete原理

　　　　　　知道了new/delete的用法和特點,接下來開始了解他們的底層原理。

　　　　　　new和delete是用戶進行動態內存申請和釋放的操作符,operator new 和operator delete是系統提供的全局函數。

　　　　　　new在底層調用operator new函數申請空間,delete在底層通過operator delete函數釋放空間。

　　　　　　以下是operator new偽代碼:

　　　　　　

 　　　　　　以下是operator delete偽代碼:

　　　　　　　　　

 

 

 　　　　　　由此,我們知道operator new和operator delete底層調用了malloc和free,所以,調用關系如下:

                   

　　　　　　總結: