目录
1 · C / C++ 内存分布
2 · C++内存管理方式
2 - 1 · new / delete 操作内置类型
2 - 2 · new / delete 操作自定义类型
3 · operator new 和 operator delete 函数
4 · new 和 delete 的实现原理
4 - 1 · 内置类型
4 - 2 · 自定义类型
5 · 定位new
6 · new / delete 与 malloc / free 的区别
1 · C / C++ 内存分布
简单介绍一下：
- 栈又叫堆栈，装载非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的。
- 内存映射段是高效的I/O映射方式，用于装载一个共享的动态内存库。用户可使用系统接口
创建共享共享内存，做进程间通信。 - 堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。
- **数据段——**存储全局数据和静态数据。
- 代码段——可执行的代码/只读常量。
2 · 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，而且使用起来比较麻烦，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。
2 - 1 · new / delete 操作内置类型
1// 动态申请一个int类型的空间 2int* ptr4 = new int; 3 4// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10 5int* ptr5 = new int(10); 6 7// 动态申请10个int类型的空间 8int* ptr6 = new int[3]; 9 10//释放空间 11delete ptr4; 12delete ptr5; 13delete[] ptr6;
**注意：**申请和释放单个元素的空间，使用new和delete操作符，申请和释放连续的空间，使用
new[]和delete[]，需要匹配起来使用。
2 - 2 · new / delete 操作自定义类型
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，而对于内置类型，这两套并无太大区别。
3 · operator new 和 operator delete 函数
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全局函数来申请空间，delete在底层通过
operator delete全局函数来释放空间。
operator new：该函数实际通过malloc来申请空间，当malloc申请空间成功时直接返回；申请空间失败，尝试执行空间不足应对措施，如果用户设置了应对措施，则继续申请，否则抛异常。
1void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc) 2{ 3 // try to allocate size bytes 4 void *p; 5 while ((p = malloc(size)) == 0) 6 if (_callnewh(size) == 0) 7 { 8 // report no memory 9 // 如果申请内存失败了，这里会抛出bad_alloc 类型异常 10 static const std::bad_alloc nomem; 11 _RAISE(nomem); 12 } 13 return (p); 14}
可以看出：operator new 的底层是 malloc。
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
1void operator delete(void* pUserData) 2{ 3 _CrtMemBlockHeader* pHead; 4 5 RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0)); 6 7 if (pUserData == NULL) 8 return; 9 10 _mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */ 11 __TRY 12 13 /* get a pointer to memory block header */ 14 pHead = pHdr(pUserData); 15 16 /* verify block type */ 17 _ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse)); 18 19 _free_dbg(pUserData, pHead->nBlockUse); 20 21 __FINALLY 22 _munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */ 23 __END_TRY_FINALLY 24 25 return; 26}
其中核心操作是 _free_dbg(pUserData, pHead->nBlockUse)，那么这个又是什么呢？free的实现其实是一个宏：
1//free的实现 2 3#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)
小结论： operator new 实际也是通过malloc来申请空间，如果malloc申请空间成功就直接返回，否则执行用户提供的空间不足应对措施，如果用户提供该措施就继续申请，否则就抛异常。operator delete 最终是通过free来释放空间的。
4 · new 和 delete 的实现原理
4 - 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，new在申请空间失败时会抛异常，malloc会返回NULL。
4 - 2 · 自定义类型
new的原理：
- 调用operator new函数申请空间
- 在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造
delete的原理：
- 在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作
- 调用operator delete函数释放对象的空间
new[ ]的原理：
- 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 - 在申请的空间上执行N次构造函数
delete[ ]的原理：
- 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
- 调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释
放空间
5 · 定位new
定位new表达式是在已分配的原始内存空间中调用构造函数初始化一个对象。
使用格式：
new (place_address) type 或者 new (place_address) type(initializer-list)
其中place_address必须是一个指针， initializer-list 是类型的初始化列表
使用场景：定位new表达式在实际中一般是配合内存池使用。因为内存池分配出的内存没有初始化，所以如果是自定义类型的对象，需要使用new的定义表达式进行显示调构造函数进行初始化。
1class A 2{ 3public: 4 A(int a = 0) 5 : _a(a) 6 { 7 //... 8 } 9 10 ~A() 11 { 12 //... 13 } 14private: 15 int _a; 16}; 17 18int main() 19{ 20 A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A)); 21 new(p1)A; // 注意：如果A类的构造函数有参数时，此处需要传参 22 23 p1->~A(); 24 free(p1); 25 26 A* p2 = (A*)operator new(sizeof(A)); 27 new(p2)A(10); 28 29 p2->~A(); 30 operator delete(p2); 31 32 return 0; 33}
6 · new / delete 与 malloc / free 的区别
malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。
不同点有：
- malloc和free是函数，new和delete是操作符
- malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
- malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可，
如果是多个对象，[ ]中指定对象个数即可 - malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型
- malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需
要捕获异常 - 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new
在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成
空间中资源的清理释放
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