C++ new/delete详解及原理

　　　　　　学了冯诺依曼体系结构,我们知道: 硬件决定软件行为,数据都是围绕内存流动的。

　　　　　　可想而知,内存是多么重要。当然,我们这里说的内存是虚拟内存(详情看Linxu壹之型)。

　　　　1.C/C++内存布局　　

　　　　2.C语言动态内存管理方式

　　　　　 　申请内存 : malloc/calloc/realloc
　　　　　 　释放 : free
　　　　　 　malloc/calloc/realloc的区别:
　　　　　　　　　　

//申请大小为size的内存块
void* malloc (size_t size);

//申请大小为num*size的内存块,并将每个元素初始化为0
void* calloc (size_t num, size_t size);

//ptr为NULL,申请空间类似于malloc
//ptr不为NULL,则将ptr指向空间改变大小为size,并且如果改变的空间远大于旧空间,会申请新内存块,并将原数据拷贝过来,释放旧空间,返回新地址
void* realloc (void* ptr, size_t size);

　

　　　   3.C++动态内存管理

　　　　　在C++中,申请动态内存不再是函数,而是操作符。

　　　　     注意,申请释放单个元素的空间用new和delete,申请释放连续的空间用new[]和delete[]。

　　　　　 那么new/delete和malloc/free到底有什么区别呢? 下面,我们做个测试:

#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()
{
	// 申请单个Test类型的空间
	Test* p1 = (Test*)malloc(sizeof(Test));
	free(p1);
	// 申请10个Test类型的空间
	Test* p2 = (Test*)malloc(sizeof(Test) * 10);
	free(p2);
}

void Test3()
{
	// 申请单个Test类型的对象
	Test* p1 = new Test;
	delete p1;
	// 申请10个Test类型的对象
	Test* p2 = new Test[10];
	delete[] p2;
}

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

　　　　　　 测试结果如下:

　　                

　  我们可以得到结果: new会先申请空间,再调用构造函数,delete会先调用析构函数,再释放空间。而malloc/free不会调用构造/析构函数。

　　　　　　

　　　　4.new/delete原理

　　　　　　知道了new/delete的用法和特点,接下来开始了解他们的底层原理。

　　　　　　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函数申请空间,delete在底层通过operator delete函数释放空间。

　　　　　　以下是operator new伪代码:

　　　　　　

　　　　　　以下是operator delete伪代码:

　　　　　　　　　

　　　　　　由此,我们知道operator new和operator delete底层调用了malloc和free,所以,调用关系如下:

　　　　　　总结: