c++动态内存管理

1.回顾c语言中的动态内存管理

在c语言中，我们想要动态开辟一段空间，需要使用malloc，calloc，realloc几个函数

void* malloc (size_t size);
//在堆上申请size个字节的空间

void* calloc (size_t num, size_t size);
//第一个参数是元素的数目，第二个参数是每个元素的大小，实际上申请的空间大小为num*size字节，并且会初始化为0

void* realloc (void* ptr, size_t size);
//ptr是指向原来地址的指针，这个函数用于修改一个原先已经分配内存块的大小。（可以扩大，也可以缩小）
//size是修改后新空间的大小
//若果使用realloc扩容，分为原地扩容和异地扩容，如果是异地扩容，还会将原空间的元素拷贝到新空间，然后释放原空间并返回新空间的指针

当我们使用完这些空间的时候，我们要使用free函数将空间释放

2.c++中的动态内存管理

1.new和delete

在我们学习了c++之后，我们更倾向于使用new和delete进行动态内存管理。首先我们要知道new/delete是操作符，而malloc/realloc/calloc都是函数。下面我们介绍一下new/delete的使用方式

	int* p1 = new int;//new一个int类型的对象，不初始化
	int* p2 = new int(5);//new一个int类型的对象，初始化为5
	int* p3 = new int[10];//new十个int类型的对象，不初始化
	int* p4 = new int[10] {1, 2, 3, 4, 5};//new十个int类型的对象，并对前五个分别初始化为12345，后面5个初始化为0
	delete p1;
	delete p2;
	delete[] p3;//注意释放多个对象的时候要带[]
	delete[] p4;

2.new/delete操作自定义类型

如果我们申请空间用于存放内置数据类型，无论是使用new/delete还是malloc/realloc/calloc的效果都是一样的，可是如果是自定义类型，他们就有区别了，看下面的例子

class Date
{
public:
	Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
		cout << "Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)" << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date* pd1 = (Date*)malloc(sizeof(Date));
	free(pd1);
	cout << "*****************" << endl;
	Date* pd2 = new Date;
	delete pd2;
	return 0;
}

从打印结果我们可以看出，malloc/free只是单纯的申请空间，并不进行初始化，而new的时候不仅开辟空间，还调用了自定义类型的构造函数进行初始化，在delete的时候调用析构函数进行资源的清理。

3.operator new与operator delete函数

operator new与operator delete都是函数，与运算符重载没有任何关系

void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);

void operator delete (void* ptr) throw();

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，operator new底层通过malloc申请空间。delete在底层通过operator delete全局函数来释放空间，operator delete底层调用free来释放空间。

4.malloc/free与new/delete的区别

1. 前者是函数，后者是操作符
2. malloc失败返回nullptr，new失败抛异常。
3. 对于自定义类型，malloc只开空间，不初始化。new不仅开空间，还自动调用构造函数初始化
4. 对于自定义类型，free的时候不会调用析构函数清理资源，而delete的时候会调用析构函数清理资源
5. malloc申请空间要手动计算空间大小，而new只需要后面跟着类型即可。