目錄
- 1.malloc函式
- 2.free函式
- 2.1 free是如何做到釋放具體空間的大小的？
- 2.2 不對malloc開辟的空間進行free會怎么樣？
- 3.new運算子
- 3.1new申請的空間是在堆上嘛？
- 3.2有了malloc為什么還需要new？
- 4.delete運算子
- 4.1operator new介面和operator delete介面
- 5.定位new運算式
- 5.1顯式呼叫解構式
- 6.總結
1.malloc函式
函式原型
void* malloc (size_t size);
函式解釋：向系統申請size個位元組的空間，回傳值為void*型別，在堆上申請空間，用戶使用時，可對這段空間進行強轉成任意型別指標，
實際上申請的空間數會大于size個位元組，另一部分空間記錄了此次申請記憶體的大小及起始位置等資訊，
2.free函式
函式原型
void free (void* ptr);
函式解釋：對malloc申請的記憶體進行釋放，無回傳值，
注意：釋放記憶體，不是將該塊空間給刪了，而是將該指標指向的這塊空間歸還給系統，該指標不能再訪問該空間（為野指標了），所以一般情況下，釋放空間之后，并將該指標置為NULL，避免出現野指標，
2.1 free是如何做到釋放具體空間的大小的？
malloc在開辟空間的時候，會額外開辟空間，該空間就記錄了開辟記憶體的大小，和起始位置，對其釋放就可以了，
2.2 不對malloc開辟的空間進行free會怎么樣？
會造成記憶體泄漏，
造成記憶體泄漏的幾個情況：
- 開辟了空間，忘記釋放
- 更改了回傳指標的起始位置，這樣的情況更可怕，我們無法對該記憶體進行操作，其它程式也無法訪問該記憶體，
若在長期運行的程式中，記憶體泄漏是很嚴重的問題，程式在結束運行后，會自動將這些記憶體歸還給系統，
注意：malloc申請的記憶體，要檢查是否申請成功；malloc申請的記憶體要記得釋放，否則就會造成記憶體泄漏；不要對已經釋放的記憶體進行釋放，即double free，會造成錯誤，abort；free(NULL)指標不會報錯，但沒有意義，
3.new運算子
C++中，引入了new和delete運算子實作對記憶體的動態管理，
int *arr = new int;
int *brr = new int[4];
不需要指定具體的位元組數，即可申請空間，
3.1new申請的空間是在堆上嘛？
堆是OS所維護的一塊特殊記憶體，它提供了動態分配的空間，通過malloc申請、free釋放，而C++中new申請的記憶體區域可被稱為自由存盤區，對于大部分C++編譯器默認使用堆來實作自由存盤，即預設的全域運算子new和delete也許會按照malloc和free的方式來被實作，這是new出來的記憶體，可以說在堆上，也可以說在自由存盤區上，但也可以多載new運算子，改用其它記憶體來實作自有存盤，
結論：
- 自由存盤是C++中通過new與delete動態分配和釋放物件的抽象概念，而堆（heap）是C語言和作業系統的術語，是作業系統維護的一塊動態分配記憶體，
- new所申請的記憶體區域在C++中稱為自由存盤區，藉由堆實作的自由存盤，可以說new所申請的記憶體區域在堆上，
- 堆與自由存盤區還是有區別的，它們并非等價，
3.2有了malloc為什么還需要new？
malloc對于申請內置型別的物件來說，是完全沒有問題的，但如果我們申請的是class物件呢，malloc就無法滿足要求了，這時就有了new運算子，
new在創建類物件時，都做了什么事情？
- 呼叫一個
operator new()(或者operator new[])的標準庫函式，該函式分配一塊足夠大的、原始的、未命名的記憶體空間以便存盤特定類的物件(或物件陣列)， - 編譯器運行相應的建構式以構造這些物件，并未其傳入初始值，
- 物件被分配了空間并構造完成，回傳一個指向該物件的指標，
如果使用malloc開辟，只是申請了一塊和類物件大小相同的空間，而不是一個類物件，
4.delete運算子
對new申請的物件進行銷毀，銷毀記憶體型別的物件時，和free相同，
free在銷毀類物件時，都做了什么事情？
- 先呼叫該物件的解構式
- 編譯器呼叫名為
operator delete（或operator delete[]），釋放記憶體空間
如：
string *s = new string("i am you");
delete s;
反匯編一步一步追蹤下去：
注意：new和delete，new[]和delete[]，要搭配使用，否則就會出錯，
4.1operator new介面和operator delete介面
標準庫定義了operator new函式和operator delete函式的8個多載版本，其中前四個版本可能會拋出bad_alloc例外，后四個版本不會拋出例外：
會拋例外
void *operator new(size_ t) //分配一個物件
void *operator new[](size_ t) //分配一個陣列
void *operator delete(void *) noexcept //釋放一個物件
void *operator delete[](void *) noexcept //釋放一個陣列
不會拋例外
void *operator new(size_t,nothrow_t &) noexcept
void *operator new[](size_t,nothrow_t &) noexcept
void *operator delete(size_t,nothrow_t &) noexcept
void *operator delete[](size_t,nothrow_t &) noexcept
5.定位new運算式
定位new運算式是在已分配的原始記憶體空間中條用建構式初始化一個物件，
new (place_address) type
new (place_address) type (initializers) // initializers為初始化內容
new (place_address) type [size]
new (place_address) type [size] {braced initializer list} // initializer list初始化串列
| 引數 | 說明 |
|---|---|
| place_address | 必須為一個指標 |
| initializers | 初始化內容 |
| type | 物件名 |
| size | 多少個 |
注意：當只傳入一個指標型別的實參時，定位new運算式只構造物件但是不分配記憶體，
5.1顯式呼叫解構式
物件呼叫解構式可以清除給定的物件，但是不會釋放該物件所在的空間，如果需要的話，還可以重新使用該空間，
呼叫解構式會銷毀物件，但不會釋放記憶體，
6.總結
| new/delete | malloc/free | |
|---|---|---|
| 本質 | 運算子 | 庫函式 |
| 記憶體位置 | 自由存盤區 | 堆 |
| 申請成功回傳值型別 | 和申請指標的型別相同 | void*，使用時需要強轉 |
| 申請失敗回傳值 | 拋例外，bad_alloc | NULL |
| 初始化 | 可以初始化 | 不會初始化 |
| 申請自定義型別物件 | 會呼叫建構式和解構式 | 只會開辟該空間的大小 |
| 函式多載 | 支持operator new / new[]/delete/delete []多載 | 不支持 |
| 分配記憶體大小 | 跟上記憶體型別即可 | 需要手動計算空間大小 |
| 釋放方式 | new，delete / new []，delete[]搭配使用 | free釋放 |
部分參考：
- https://blog.csdn.net/linux_ever/article/details/50533149
- https://www.cnblogs.com/QG-whz/p/5060894.html
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