如何实现一个malloc?

malloc_tutorial.pdf

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我们知道,使用malloc/calloc等分配内存的函数时,一定要检查其返回值是否为“空指针”(亦即是检查分配内存的操作是否成功),这是良好的编程习惯,也是编写可靠程序所必需的。但是,如果你简单的把这一招应用到new上,那就不一定正确了。

C++里,如果new分配内存失败,默认是抛出异常的如果你想检查new是否成功,应该捕捉异常。

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

当然,标准的C++亦提供了一个方法来抑制new抛出异常,而返回空指针:

    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== )//如此这般,这个判断就有意义了
return -;
//其他代码

——————————————————————以上都是无用之谈

new的语法格式:new 数据类型(初始化参数列表);

关于new后加()与不加()的区别:

  在用new建立一个类的对象时,若存在用户定义的默认构造函数,则new T和new T()两写法效果相同,都会调用此默认构造函数;若未定义,new T会调用系统默认构造函数,new T()除了调用系统默认构造函数,还会给基本数据类型和指针类型的成员用0赋值,且该过程是递归的。即若该对象的某个成员对象未定义默认构造函数,那么该成员对象的基本数据类型和指针类型的成员同样会被以0赋值。

故用new的时候请加上()。

运算符delete用来删除由new建立的对象,释放指针所指向的内存空间。

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关于new数组类型的对象:

语法格式: new 类型名 [数组长度];

delete[] 指针名;

如int* p = new int[10]();

delete[] p;

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多维数组:

语法格式: new 类型名T[第一维长度][第二维长度]...;

其中第1维长度是任何结果为正整数的表达式,其余必须是正整数的常量表达式(因为是常量,故不能直接分配两维都不固定的数组)。

若内存申请成功,返回指向新分配内存的首地址的指针,但不是T类型指针,而是指向T类型数组的指针,数组元素的个数为除第一维外各维下标表达式的乘积。

如int (*p)[25][10];          //请把p抽出来看,p的类型为 int* [25][10]

p = new int[10][25][10];

则指针p即可以作为指针用,也可以当一个三维数组名用。

再举例如下:

int *p = new int[];          //返回一个指向int的指针int*.

int (*p)[] = new int[][];    //new了一个二维数组,返回一个指向int[10]这种一维数组的指针int(*)[10].

int (*p)[][] = new int[][][]; //new了一个三维数组,返回一个指向二维数组int[2][10]这种类型的指针int (*)[2][10].

注意:new int[0][10]和new int[][10]都是无分配内存。

那么如果第二维都不确定怎么办呢?

    int **a = new int*[n];
for(int i = ; i < n; i++)
a[i] = new int[n]();
//分配n*n的数组,还可以a[i] = new int[i]();有点java的味道...
  for(int i = ; i < n; i++)
    delete[] a[i];
  delete[] a;
当char * a=new char[10]后,程序结束需要delete [] a请问为什么不需要写delete [10] a ,即计算机是怎么知道是数组大小的?
参考以下链接:
https://blog.csdn.net/hazir/article/details/21413833

How do compilers use “over-allocation” to remember the number of elements in an allocated array?

// Original code: Fred* p = new Fred[n];
char* tmp = (char*) operator new[] (WORDSIZE + n * sizeof(Fred));
Fred* p = (Fred*) (tmp + WORDSIZE);
*(size_t*)tmp = n;
size_t i;
try {
for (i = ; i < n; ++i)
new(p + i) Fred(); // Placement new
}
catch (...) {
while (i-- != )
(p + i)->~Fred(); // Explicit call to the destructor
operator delete[] ((char*)p - WORDSIZE);
throw;
}
// Original code: delete[] p;
size_t n = * (size_t*) ((char*)p - WORDSIZE);
while (n-- != )
(p + n)->~Fred();
operator delete[] ((char*)p - WORDSIZE);

How do compilers use an “associative array” to remember the number of elements in an allocated array?

// Original code: Fred* p = new Fred[n];
Fred* p = (Fred*) operator new[] (n * sizeof(Fred));
size_t i;
try {
for (i = ; i < n; ++i)
new(p + i) Fred(); // Placement new
}
catch (...) {
while (i-- != )
(p + i)->~Fred(); // Explicit call to the destructor
operator delete[] (p);
throw;
}
arrayLengthAssociation.insert(p, n);
// Original code: delete[] p;
size_t n = arrayLengthAssociation.lookup(p);
while (n-- != )
(p + n)->~Fred();
operator delete[] (p);

参考链接:https://isocpp.org/wiki/faq/compiler-dependencies#num-elems-in-new-array-overalloc

malloc/free与new/delete的策略类似,new/delete是malloc/free的上层

https://stackoverflow.com/questions/197675/how-does-delete-know-the-size-of-the-operand-array

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隐式空闲链表(任何操作的开销都与堆中已分配块和未分配块的总数呈线性关系)

带边界标记的合并(块分配与堆块的总数呈线性关系,合并空闲块常数时间)

显式空闲链表(分配时间从块总数减少为空闲块数量的线性时间,释放时间取决于空闲链表块的排序策略,LIFO则常数时间释放,按地址顺序排序则线性时间释放,如果采用了边界标记,合并时间常数)

分离的空闲链表:简单分离存储 / 分离适配 / 伙伴系统

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