发布时间：2025-06-24 18:31:26  作者：北方职教升学中心  阅读量：207

C++内存管理方式

内置类型

// 动态申请一个int类型的空间int*ptr4 =newint;// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10int*ptr5 =newint(10);// 动态申请10个int类型的空间int*ptr6 =newint[10];deleteptr4;deleteptr5;delete[]ptr6;// 其他方式int*p3 =newint(0);int*p4 =newint[10]{0};int*p5 =newint[10]{1,2,3,4,5};// 未初始化的用0补齐

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[]。否则，可能会覆盖周边内存，引发严重错误。你应该直接调用对象的析构函数，并手动归还内存：

A->~A();// 手动调用析构函数std::free(p1);// 释放内存

2. 内存对齐：确保提供的内存地址是正确对齐的，以便能够容纳特定类型的对象。
3. 初始化：malloc不会对分配的内存进行初始化，内存中的内容是未定义的，可能是之前的值或者全零，具体取决于操作系统。用户可使用系统接口
   创建共享共享内存，做进程间通信。

5. 释放掉原始分配的内存

free(rawMemory);

使用 free函数释放在步骤 1 中分配的原始内存。这对于实现内存池、

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。这样可以更好地控制内存分配和释放过程，避免内存泄漏和资源未释放的问题。

3. 对象的使用 （省略）

4. 手动调用每个对象的析构函数进行析构

for(size_t i =0;i <numObjects;++i){objects[i].~MyClass();}

• 在内存释放之前，必须手动调用每个对象的析构函数，释放对象的资源。*/void*__CRTDECL operatornew(size_t size)_THROW1(_STD bad_alloc){// try to allocate size bytesvoid*p;while((p =malloc(size))==0)// 通过malloc扩容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staticconststd::bad_alloc nomem;_RAISE(nomem);}return(p);// 返回分配的内存指针}

  通过分析源码可得出：

  • 在底层会调用 **malloc**分配内存：函数内部有一个 while循环，通过 malloc分配指定大小的内存。在特定内存位置（如共享内存）创建对象等场景非常有用。

    
    
    

    文章目录

    • 内存分布
    • • 内存分布图解
    • C语言中动态内存管理方式
    • • malloc:
      • calloc
      • realloc
    • C++内存管理方式
    • • 内置类型
      • **自定义类型**
    • operator new & operator delete
    • • operator new & operator delete函数
      • • operator new
        • operator delete
      • **new T[N]** 与**delete[]**
    • **定位new表达式(placement-new)**
    • • 如何使用
      • 注意事项
    • malloc/free和new/delete的区别

    类和对象三部曲：
    [C++] 轻熟类和对象
    [C++] 由浅入深理解面向对象思想的组成模块
    类和对象：C++11新特性与知识补充

    

    内存分布

    内存分布图解

    

    1. 栈又叫堆栈–非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的。
    2. **会自动抛异常：**当 malloc返回 nullptr，则调用 _callnewh尝试处理内存不足的情况，若仍然无法分配内存，则抛出 std::bad_alloc异常。
    3. 使用 for循环，调用每个对象的析构函数。
    4. 通过 static_cast将 rawMemory转换为指向 MyClass类型的指针。calloc会确保分配的内存区域中的每个字节都被初始化为零。
    5. 如果内存分配失败，程序会输出错误信息并返回。它接受一个参数，即所需内存的大小（以字节为单位），并返回指向这块内存的指针。
    6. 代码段–可执行的代码/只读常量

    

    C语言中动态内存管理方式

    malloc:

    • void* malloc(size_t size);
    • 功能：malloc函数用于在堆上分配一块连续的内存空间。这意味着你不能使用普通delete来释放这个对象，因为那会试图释放由malloc分配的内存，导致未定义行为。

    自定义类型

    A*p1 =(A*)malloc(sizeof(A));// CA*p2 =newA(1);// C++A*p1 =newA(1);A*p2 =newA(2,2);// 隐式类型A aa1(1,1);A aa2(2,2);A aa3(3,3);A*p3 =newA[3]{aa1,aa2,aa3};A*p4 =newA[3]{A(1,1),A(2,2),A(3,3)};// 匿名函数//A aa1 = { 1, 1 };A*p5 =newA[3]{{1,1},{2,2},{3,3}};

    C++中推荐使用new和delete进行内存管理，使用这二者进行内存管理的特点为**“除了开空间还会调用构造函数和析构函数”（原理下章会提及）

    **

    

    operator new & operator delete

    operator new & operator delete函数

    operator new

    原理：

    • **内置类型：**与malloc相似
    • 自定义类型：
      1. 调用operator new函数申请空间
      2. 在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造

    源码如下

    /*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，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否则抛异常。
    

  注意事项

  1. 内存管理：使用定位new后，对象的生命周期管理完全由程序员负责。

realloc

• void* realloc(void* ptr, size_t size);
• 功能：realloc用于调整先前通过malloc、
• 在语法层面上会调用构造函数：new操作符分配内存后，会在分配的内存上调用构造函数，完成对象的初始化。重复利用已分配的内存块、

编译器在处理 delete obj;这行代码时会生成以下等效的代码：

if(obj !=nullptr){obj->~A();// 显式调用析构函数operatordelete(obj);// 调用 operator delete 释放内存}

new T[N]与delete[]

new T[N]的原理

1. 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
2. 在申请的空间上执行N次构造函数

delete[]的原理

1. 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
2. 调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释
放空间

定位new表达式(placement-new)

定位new表达式语法：void* operator new(size_t, void* place) noexcept { return place; }

• 定位new表达式（Placement New Expression），或简称placement new，是C++中一种特殊的内存分配式，它允许你在已经分配好的内存区域内构造对象。
• 初始化：与malloc不同，calloc会将分配的内存全部初始化为零，这使得它适合用于数组或结构体等需要初始化为默认值的情况。这个重载是固定的，不能被用户自定义版本替代。
• 标准库支持：C++标准库提供了一个全局的operator new(void*, std::size_t)重载，它不执行任何实际的内存分配，专门用于定位new表达式。
• 定位 new表达式允许我们在预分配的内存上构造对象，并手动管理对象的生命周期，包括调用析构函数和释放内存。

2. 在分配的内存中，使用new构建对象：

MyClass*objects =static_cast<MyClass*>(rawMemory);for(size_t i =0;i <numObjects;++i){new(objects +i)MyClass(i *10);// Construct MyClass objects with values 0, 10, 20}

• 使用 placement new表达式在预分配的内存上构造 MyClass对象。它接受两个参数，第一个是之前分配的内存的指针，第二个是新的大小（可以比原来大也可以比原来小）。
• 使用场景：当原先分配的内存大小不再满足需求，需要扩大或减小内存空间时使用。
• 在 for循环中，调用定位 new在内存地址 objects + i上构造 MyClass对象，分别传入 0、10 和 20 作为构造函数参数。
• 数据段–存储全局数据和静态数据。
• 堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。
• 使用场景：当不需要初始化内存或者特定初始化时使用。

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不同的地方是：

1. malloc和free是函数，new和delete是操作符
2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
3. 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
4. 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
5. 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
6. 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