浅析new
new表达式
创建并初始化拥有动态存储期的对象,这些对象的生存期不受它们创建时所在的作用域限制。
解释:
new 表达式尝试申请存储空间,并在已申请的存储空间上,尝试构造并初始化为一个无名对象,或无名对象的数组。new表达式返回一个指向所构造的对象或者对象数组的纯右值指针。
注: 纯右值:满足下列条件之一:
1)本身就是赤裸裸的、纯粹的字面值,如3、false;
2)求值结果相当于字面值或是一个不具名的临时对象。
内存泄露
new 表达式所创建的对象(拥有动态存储期的对象),持续到将 new 表达式所返回的指针用于匹配的 delete 表达式之时。若指针的原值丢失,则对象变为不可达且无法解分配:发生内存泄漏 (memory leak)。
对指针赋值时可能发生:
int* p = new int(7); // 动态分配的 int 带值 7
p = nullptr; // 内存泄漏
或指针离开作用域:
void f()
{
int* p = new int(7);
} // 内存泄漏
或因为异常
void f()
{
int* p = new int(7);
g(); // 可能抛出异常
delete p; // 若无异常则 ok
} // 若 g() 抛出异常则内存泄漏
为简化动态分配的对象管理,通常将 new 表达式的结果存储于智能指针中:std::auto_ptr
(C++17 前)std::unique_ptr
或 std::shared_ptr
(C++11 起)。这些指针保证在上述情形中执行 delete 表达式。
比较 malloc && free
简单来说,在堆上开辟内存这个操作,在C语言中我们使用malloc -- free
这个组合;在C++中我们使用new -- delete
;
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // 若要使用malloc需要引入这个头文件
int main()
{
int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
int* q = new int(1);
free(p);
delete(q);
return 0;
}
我们可以看到上述简单示例中:
- 一、malloc和main一样的颜色,说明malloc是个函数,所以使用malloc时需要引用头文件
#include <stdlib.h>
;但是new和return一个颜色,说明new是一个关键字,使用的时候不需要引入头文件; - 二、对于malloc而言,它返回的是无类型指针,所以使用的时候需要进行类型强转
(int*)
;而new则不需要,后面给出了int
所以它就知道new出来的是一个存放int类型的空间; - 三、对于malloc而言,它需要程序员指定开辟空间的大小:
sizeof(int)
;但是对于new来说,则不需要; - 四、对于malloc而言,它只会开辟空间;而对于new而言,它有两步操作:1:开辟空间,2:初始化:
int(1)
; - 五、对于malloc而言,申请空间失败时,会返回一个空指针
nullptr
;而对于new来说,申请空间失败时,则会抛出一个异常:throw bad_alloc
;
注:如果要申请多个空间:
malloc:int n = 10; int* p = (int*)malloc(sizeof(int)*n);
释放:free(p);
new:int n = 10; int* q = new int[n];
释放:delete []q;
new的三种调用
new有如下三种调用规则:
一、运算符调用:int* p = new int(10)
;
- 释放:
delete p
; - 开辟空间并初始化为int(10);
二、函数调用:int* p = (int*)::operator new(sizeof(int))
;
- 与malloc基本类似,唯一的区别是若申请空间失败,会抛出异常
throw bad_alloc
; - 释放:
operator delete(p)
; - 特点是:不初始化;
三、定位(或置位)new:new(p) int(10)
;
- 对开辟出来的p空间,用int(10)去初始化;
- 特点是:不开辟空间;
参考资料
【1】new表达式(cpp手册)
【2】同勉共进. 话说C++中的左值、纯右值、将亡值. cnblogs. 2016.03.14