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【C++修炼之路】C++动态内存管理
C语言的malloc/free如同原始人的燧石，C++用new/delete将其淬炼为青铜利刃。这个看似简单的语法糖衣包裹着面向对象编程的基因突变：当你在堆上new一个对象时，编译器会秘密执行三项神圣仪式——计算内存大小、分配原始空间、调用构造函数。这三个步骤构成的原子操作，使得C++对象摆脱了C语言中先分配内存再初始化的割裂状态。
一、C++内存管理方式
C语言内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方就无能为力，而且使用起来比较烦，因此C++又提出了自己的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理，具体如下：
1.1 new / delete 处理内置类型
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制void Test()
{
// 动态申请一个int类型的空间
int* ptr4 = new int;
// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
int* ptr5 = new int(10);
// 动态申请10个int类型的空间
int* ptr6 = new int[10];
delete ptr4;
delete ptr5;
delete[] ptr6;
}1.2 new / delete 处理自定义类型
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制class A
{
public:
A(int a = 0)
: _a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}
~A()
{
cout << "~A():" << this << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
// new/delete 和 malloc/free最大区别是 new/delete对于【自定义类型】除了开空间还会调用构造函数和析构函数
A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
A* p2 = new A(1);
free(p1);
delete p2;
// 内置类型是几乎是一样的
int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // C
int* p4 = new int;
free(p3);
delete p4;
A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A) * 10);
A* p6 = new A[10];
free(p5);
delete[] p6;
return 0;
}运行结果如下：
可以看出，对于内置类型，new和malloc的处理方式其实都是差不多滴，但是对于自定义来说，new就还会调用类的构造函数，而malloc不会，并且delete会自动调用析构函数，而free只能释放这段空间。
那new和delete底层是怎么样的呢，我们一起来分析分析
二、operator new与operator delete函数
其实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是统提供的全局函数，new在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete在底层通过operatordelete全局函数来释放空间。
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制void* __CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{
// try to allocate size bytes
void* p;
while ((p = malloc(size)) == 0)
if (_callnewh(size) == 0)
{
// report no memory
// 如果申请内存失败了，这里会抛出bad_alloc 类型异常
static const std::bad_alloc nomem;
_RAISE(nomem);
}
return (p);
}
/*
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
*/
void operator delete(void* pUserData)
{
_CrtMemBlockHeader* pHead;
RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
if (pUserData == NULL)
return;
_mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */
__TRY
/* get a pointer to memory block header */
pHead = pHdr(pUserData);
/* verify block type */
_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
_free_dbg(pUserData, pHead->nBlockUse);
__FINALLY
_munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */
__END_TRY_FINALLY
return;
}三、new和delete的实现原理
3.1 内置类型
如果申请的是内置类型的空间，new和malloc，delete和free基本类似，不同的地方是：new/delete申请和释放的是单个元素的空间，new[]和delete[]申请的是连续空间，而且new在申请空间失败时会抛异常，malloc会返回NULL。
3.2 自定义类型
new的原理
1. 调用operator new函数申请空间 2. 在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造
delete的原理
1. 在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作 2. 调用operator delete函数释放对象的空间
new T[N]的原理
1. 调用operator new[]函数，在operator new[]中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申请 2. 在申请的空间上执行N次构造函数
delete[]的原理
本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。 原始发表：2025-03-12，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent 删除内存管理原理c++对象函数1. 在释放的对象空间上执行N次析构函数，完成N个对象中资源的清理 2. 调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间
【C++修炼之路】C++动态内存管理
C语言的malloc/free如同原始人的燧石，C++用new/delete将其淬炼为青铜利刃。这个看似简单的语法糖衣包裹着面向对象编程的基因突变：当你在堆上new一个对象时，编译器会秘密执行三项神圣仪式——计算内存大小、分配原始空间、调用构造函数。这三个步骤构成的原子操作，使得C++对象摆脱了C语言中先分配内存再初始化的割裂状态。
一、C++内存管理方式
C语言内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方就无能为力，而且使用起来比较烦，因此C++又提出了自己的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理，具体如下：
1.1 new / delete 处理内置类型
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制void Test()
{
// 动态申请一个int类型的空间
int* ptr4 = new int;
// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
int* ptr5 = new int(10);
// 动态申请10个int类型的空间
int* ptr6 = new int[10];
delete ptr4;
delete ptr5;
delete[] ptr6;
}1.2 new / delete 处理自定义类型
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制class A
{
public:
A(int a = 0)
: _a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}
~A()
{
cout << "~A():" << this << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
// new/delete 和 malloc/free最大区别是 new/delete对于【自定义类型】除了开空间还会调用构造函数和析构函数
A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
A* p2 = new A(1);
free(p1);
delete p2;
// 内置类型是几乎是一样的
int* p3 = (int*)malloc(sizeof(int)); // C
int* p4 = new int;
free(p3);
delete p4;
A* p5 = (A*)malloc(sizeof(A) * 10);
A* p6 = new A[10];
free(p5);
delete[] p6;
return 0;
}运行结果如下：
可以看出，对于内置类型，new和malloc的处理方式其实都是差不多滴，但是对于自定义来说，new就还会调用类的构造函数，而malloc不会，并且delete会自动调用析构函数，而free只能释放这段空间。
那new和delete底层是怎么样的呢，我们一起来分析分析
二、operator new与operator delete函数
其实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是统提供的全局函数，new在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete在底层通过operatordelete全局函数来释放空间。
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制void* __CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{
// try to allocate size bytes
void* p;
while ((p = malloc(size)) == 0)
if (_callnewh(size) == 0)
{
// report no memory
// 如果申请内存失败了，这里会抛出bad_alloc 类型异常
static const std::bad_alloc nomem;
_RAISE(nomem);
}
return (p);
}
/*
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
*/
void operator delete(void* pUserData)
{
_CrtMemBlockHeader* pHead;
RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
if (pUserData == NULL)
return;
_mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */
__TRY
/* get a pointer to memory block header */
pHead = pHdr(pUserData);
/* verify block type */
_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
_free_dbg(pUserData, pHead->nBlockUse);
__FINALLY
_munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */
__END_TRY_FINALLY
return;
}三、new和delete的实现原理
3.1 内置类型
如果申请的是内置类型的空间，new和malloc，delete和free基本类似，不同的地方是：new/delete申请和释放的是单个元素的空间，new[]和delete[]申请的是连续空间，而且new在申请空间失败时会抛异常，malloc会返回NULL。
3.2 自定义类型
new的原理
1. 调用operator new函数申请空间 2. 在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造
delete的原理
1. 在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作 2. 调用operator delete函数释放对象的空间
new T[N]的原理
1. 调用operator new[]函数，在operator new[]中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申请 2. 在申请的空间上执行N次构造函数
delete[]的原理
本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。 原始发表：2025-03-12，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent 删除内存管理原理c++对象函数1. 在释放的对象空间上执行N次析构函数，完成N个对象中资源的清理 2. 调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间
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