C++ 中的 new/delete

2016-03-15

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不同于C语言中的 malloc/free 是库函数，C++ 语言中的 new/delete 是运算符，不是库函数。

new/delete 执行流程

我们经常会接触到的是 new/delete operator（就是 new/delete 运算符）。其中 new operator 背后会调用 operator new 和 placement new 函数，而 delete operator 背后会调用 operator delete 函数。

对于 new operator 而言，它的执行流程为：
1）通过 operator new 函数申请内存
2）使用 placement new 函数调用构造函数（简单类型如 int，可忽略此步）
3）返回内存指针

而对于 delete operator 而言，它的执行流程为：
1）调用析构函数（简单类型忽略此步）
2）通过 operator delete 函数释放内存

new operator

调用 new，首先会先调用 operator new 函数申请内存。根据《深度探索C++对象模型》一书 6.2 节，一个不考虑异常处理的 operator new 函数经典实现如下：

extern void*
operator new(size_t size)
{
    if(size == 0)
        size = 1;

    void *last_alloc;
    while(!(last_alloc = malloc(size)))
    {
        if(_new_handler)    // _new_handler可自定义
            (*_new_handler)();
        else
            return 0;
    }
    return last_alloc;
}

可以看出，operator new 底层实际是调用了 malloc 来申请内存的。

接下来就是调用 placement new 来对以申请到的内存进行初始化，也就是调用类的构造函数。实际上，placement new 只是 operator new 的另一个重载版本，如下：

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

placement new 就如此简单吗？实际并非如此，这只是它的一半操作，另一半操作是调用类的构造函数对已申请到的内存进行初始化。

delete operator

调用 delete，首先会调用类的析构函数，然后再调用 operator delete 函数释放类占用的内存。operator delete 的简单实现如下：

extern void
operator delete(void *ptr)
{
    if(ptr)
        free((Object *)ptr);
}

也就是说，operator delete 的底层实际调用的还是 free 库函数。

new/delete 执行流程

new operator

delete operator

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