目录

1.c/c++内存分布

2.new与delete/malloc与free

c++内存管理方式：

new/delete操作内置类型：

new/delete操作自定义类型

 operator new与operator delete函数

new和delete的实现原理

 内置类型

自定义类型

malloc/free和new/delete的区别

1.c/c++内存分布

在学习c语言的时候我们就已经了解到不同的数据存储在不同的空间当中，对于内存，其被划分成不同的各个区域，分别用来管理不同的数据，如下图：

其次， c++在继承c语言的基础上，对于堆区上的申请和释放做了优化，这将体现在c++类和自定义数据类型中。

2.new与delete/malloc与free

首先我们知道如何利用c语言的方式向堆区上开辟空间，我们利用malloc,cealloc,realloc这三个函数可以实现向堆区上开辟一块空间，之后我们在进行初始化，在对空间的利用完之后，利用free函数释放掉对上的空间，实现动态内存管理。

int main()
{char* p1 = (char*)malloc(sizeof(char)*10); free(p1);char* p2 = (char*)calloc(char ("hello world"), sizeof(char)*10);char *p3 = (char*)realloc(p2, sizeof(char) * 10);free(p3);return 0;
}

c++内存管理方式：

new/delete操作内置类型：

 我们能看到对于new的一些操作及运算符重载。

对于c++：我们可以利用new来进行动态内存的申请,利用delete进行内存的释放。

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10int* ptr5 = new int(10);// 动态申请10个int类型的空间int* ptr6 = new int[3];//动态申请5个int类型的空间并初始化int *ptr7=new int[5]{1,2,3,4,5};delete ptr4;delete ptr5;delete[] ptr6;delete[] ptr7;
}

可以看到我们可以初始化空间，并且对于多个内存的开辟也更加方便，对于大小可以自己推导，如一个整型四个字节，一个字符型一个字节。

注意：这里在开辟多个或一个空间时，delete的写法也应与之对应，否则存在释放报错。

因为c++兼容c语言，所以除了书写简便，对于内置类型，功能是一样的。

new/delete操作自定义类型

如果仅仅是因为优化写法，那么在c++设计new和delete是纯属没有必要的，真正牛逼得地方是new与delete可以操作自定义类型！！！而这与c++11类和对象密切联系着。

利用malloc与free我们只能做到对空间的开辟与释放，但无法去初始化这个自定义类型的空间。

如自定义类型A：

class A
{
public:A(int a = 0): a(a){cout << "A():" << this << endl;}~A(){cout << "~A():" << this << endl;}void init_a(int x){_a = x;}
private:int a;
};

对于自定义类型下的malloc:

void test1()
{A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));//无法调用构造函数来初始化，因为当前无法显式调用构造函数p1->_a = 5;//也无法对私有数据操作，只能通过定义接口函数来初始化p1->init_a(5);//这也是对于简单的数据，若是设计的类中数据量偌大，则直接就g了free(p1);
}

 我们可以看到自定义类型的数据要实现初始化太困难且复杂，甚至没法用。

那么对于重新设计的new与delete：

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 = new A;A* p2 = new A(5);A* p3 = new A[2]{1,2};delete p1;delete p2;delete[]p3;return 0;
}

对于初始化new可以再申请空间后调用构造函数，对于释放delete会调用析构函数，之后在释放空间。

 operator new与operator delete函数

// try to allocate size bytes
void *p;
while ((p = malloc(size)) == 0)
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通过上述两个全局函数的实现知道，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。
5. new和delete的实现原理
5.1 内置类型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);
}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_FINALLYreturn;
}
/*

 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_FINALLYreturn;
}
/*
free的实现
*/
#define   free(p)               _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)

malloc/free和new/delete的区别