C++ new关键字详解

喜欢ヅ旅行 2023-06-23 05:59 10阅读 0赞

> **一.new的基本用法**

1.c++通过new关键字进行动态分配内存。

2.new开辟的空间存储在堆上，而我们定义的变量存储在栈上。

3.new分配的空间使用delete释放，new\[\] 使用 delete\[\]。

int* pi = new int(5);//表示动态分配一个int ，初始化为 5
    int* pa = new int[5];//表示动态分配一个数组，数组大小为5

> **二.new和malloc的区别**

1.malloc与free是C++/C语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。

2.对于非内部数据类型的对象而言，光用maloc/free无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在消亡之前要自动执行析构函数。 由于malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。

3.new操作符内存分配成功时，返回的是对象类型的指针，类型严格与对象匹配，无须进行类型转换；malloc内存分配成功则是返回void \* ，需要通过强制类型转换将void\*指针转换成我们需要的类型。

4.new内存分配失败时，会抛出bac\_alloc异常，它不会返回NULL；malloc分配内存失败时返回NULL。

5.使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算；malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。

> **三.应用**

**1.new operator**

就是我们平常用的new

new operator实际上执行了以下几个步骤：

**①调用operator new分配内存。**

如果类本身未定义operator new，那么会调用全局的operator new。

// 全局 operator new
    void * operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc)
    {
        if (size == 0)
        {    
            size = 1;
        }
        void* p;
        while ((p = ::malloc(size)) == 0) 
        { //采用 malloc 分配空间
            std::new_handler nh = std::get_new_handler();
            if (nh)
                nh();
            else
                throw std::bad_alloc();
        }
        return p;
    }

每个类可以重载operator new()，如果类自己定义了operator new()，则调用自己的定义的 operator new，而不是全局的。

通过定义可以发现operator new()只是分配了内存空间。

**②.调用构造函数，将配置得来的对象设立初值。**

**2.operator new**

函数operator new 通常声明如下：

void \* operator new(size\_t size);

其返回值类型是void \* ，返回一个指针，指向一块原始的、未设初值的内存，函数中size\_t参数表示需要分配多少内存。你可以重载operator new，加上额外的参数，但参数第一个类型必须是size\_t。

**例子：**

void \*rawMemory = operator new(sizeof(string))

这里的operator new将返回指针，指向一块足够容纳一个string对象的内存。和malloc一样，operator new唯一任务就是分配内存。

**3.placement new**

有时候你真的会想直接调用一个构造函数，偶尔会有一些分配好的原始内存，你需要在上面构建对象。有一个特殊版本的operator new，称为 placement new。

**例子：**

class Widget
    {
    public:
        Widget(int widgetSize);
    ...
    };
    
    Widget *constructWidgetInBuffer(void *buffer,int widgetSize)
    {
        return new (buffer) Widget(widgetSize);
    }

此函数返回指针，指向一个Widget 对象，它被构造于传递此函数的一块内存缓冲区上。其中指定一个自变量(buffer)作为new operator "隐式调用 operator new"时所用。于是，被调用的operator new 除了接受 "一定得有的size\_t自变量" 之外，还接受了一个 void\* 参数，指向一块内存，准备用来接受构造好的对象。这样的operator new 称为 placement new，看起来像这样：

void *operator new(size_t,void *location)
    {
        return location;
    }

前面已经说了 operator new的目的是为对象找到一块内存，然后返回一个指针指向它。在placement new的情况下，调用者已经知道指向内存的指针了，placement new唯一需要做的就是将它获得的指针再返回。想要使用placement new 必须\#include<new>

**4.总结**

1.如果你希望将对象产生于堆上，请使用new operator。

2.如果你只打算分配内存，请使用operator new，就不会调用构造函数。

3.如果你打算在堆对象产生时自己决定内存分配方式，请自己重载operator new。

4.如果你打算在已分配的内存中构造对象，请使用placement new。