c++动态分配浅析

1. c语言中动态分配和释放

在c中，申请动态内存是使用malloc和free，这两个函数是c的标准库函数，分配内存使用的是系统调用，使用它们必须包含stdlib.h，才能编译通过。

malloc后需要检查内存是否分配成功，free则要在指针不为空的情况下才能进行。

示例代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main()
{
 char *p = (char*)malloc(10);
 if ( p == NULL)
 {
  printf("error\n");
 }
 strncpy(p, "23456", sizeof(p)-1);
 printf("p=%s\n", p);
 if ( p != NULL)
 {
  free(p);
  p = NULL;
 }
 return 0;
}

2. c++动态分配和释放

c++中，申请动态内存是使用new和delete，这两个关键字实际上是运算符，并不是函数。

需要注意的是：new的不是数组的话，则直接delete就好，并且只会调用一次析构函数，而new[]的话，则需使用delete[]来释放，并且数组中每一个元素都会调用一次析构函数，调用完析构函数再释放内存。

3. new/delete的底层实现

对于基本数据类型(无需构造函数)而言new是重载了new运算符，调用了operator new，复杂数据类型则在此基础上还会调用构造函数，而operator new里面则是调用的malloc函数，如果调用malloc失败，则直接抛出异常；

对于基本数据类型(无需析构函数)而言delete是重载了delete运算符，调用了operator delete，复杂数据类型则在此基础上还会调用析构函数，而operator delete里面则是调用的free函数。

4. new[]/delete[]的底层实现

• 简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)
  对于简单数据类型而言，new[]调用的是operator new[]，计算出数组总大小之后调用operator new。值得一提的是，可以通过()初始化数组为零值，实例：

  char* p = new char[32]();

等同于：

char *p = new char[32];
memset(p,0, 32);

简单数据类型时delete[]则和delete一样，没区别。

• 复杂数据类型
  对于复杂数据类型而言new[]先调用operator new[]分配内存，然后在指针的前四个字节写入数组大小，最后看分配了多少个元素就调用多少次构造函数，之所以要在前4个字节写入数组大小，是因为释放内存之前会调用每个对象的析构函数。但是编译器并不知道p实际所指对象的大小。如果没有储存数组大小，编译器就不知道应该调用几次析构函数；

new[]分配的内存只能由delete[]释放，如果由delete释放会崩溃，为什么会崩溃呢？

假设指针p指向new[]分配的内存，因为要4字节存储数组大小，实际分配的内存地址为[p-4]，系统记录的也是这个地址，delete[]实际释放的就是p-4指向的内存，而delete会直接释放p指向的内存，这个内存根本没有被系统记录，所以会崩溃。

5. c++中new失败了怎么办

根据前面new实现原理说的，C++里，如果new分配内存失败，默认是抛出异常的。所以，如果分配成功，p == NULL就绝对不会成立；而如果分配失败了，也不会执行 if ( p == NULL )，因为分配失败时，new 就会抛出异常跳过后面的代码。如果你想检查 new 是否成功，应该捕捉异常：

try {
       int* p = new int[SIZE];
      // 其它代码
} catch ( const bad_alloc& e ) {
      return -1;
}

当然，标准 C++ 亦提供了一个方法来抑制 new 抛出异常，而返回空指针，如下：

int* p = new (std::nothrow) int; // 这样如果 new 失败了，就不会抛出异常，而是返回空指针
if ( p == NULL ) // 像这样，这个判断就有意义了
return -1;

6. delete失败时是什么现象，一般是因为什么原因

delete失败可能是因为内存在之前已经delete过一次了，再次delete就会失败，linux下报错：double free or corruption，已放弃。

7. placement new的使用

placement new用于在已经分配好的内存上，再进行二次分配，具体实现如下：

//假设有类X，成员函数Do()，代码如下：

int main()

{

    char *buf = new char[sizeof(X)];

    X *x = new (buf) X;

    x->Do();

    x->~X(); //一定要主动调用析构函数去析构

    delete []buf;

    return 0;

}