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C++中的内存控制函数

这不是一片深入cpp内存控制的笔记,仅仅是记录一些以前没有理解透彻的概念.

• C++中的内存控制函数
  • malloc,calloc,realloc,free
    • malloc
    • calloc
    • realloc
    • free
      • 为什么free不需要提供内存大小?
  • operator new,delete
    • 为什么要有operator new和operator delete的重载功能?
  • new,delete expression

malloc,calloc,realloc,free

这是一套C语言的内存管理函数,在C++中应该尽量不使用.

malloc

void* malloc( std::size_t size );

malloc仅仅是从堆上分配出一份指定大小的内存,并不执行任何初始化或者构造函数.

calloc

void* calloc( std::size_t num, std::size_t size );

calloc从堆上分配出一个数组，数组有num个元素,每个元素占size bytes.并且,这块分配出来的内存会被初始化,每个bytes都被初始化为0.

realloc

void* realloc( void* ptr, std::size_t new_size );

realloc先释放掉原有的内存,再开辟新的内存返回回来.要求释放掉的内存必须是之前malloc或则calloc产生的内存.

注意,如果新开辟的内存大小小于原来的内存,可能直接会被实现为:进丢弃多余的内存大小,内存地址不变.

free

释放之前由malloc,calloc,realloc分配的内存.

为什么free不需要提供内存大小?

malloc等函数会在底层实现里记录下分配的内存大小,free直接使用那个大小就行.

operator new,delete

void* operator new  ( std::size_t count );
void* operator new[]( std::size_t count );
void operator delete  ( void* ptr );
void operator delete[]( void* ptr );

operator new和operator delete就是cpp版本的malloc和free,在cpp中应该避免使用c风格的malloc和free.

使用方式:

auto ptr = operator new(10);
operator delete(ptr);

为什么要有operator new和operator delete的重载功能?

这两个都只不过是函数,并且可以被重载.这样的功能可以用来实现自己定制的内存分配释放策略.

但是,全局的operator new/delete重载侵略行特别强,它直接替换了程序里使用到的所有库的内存分配策略.

这篇博客有详细的说明.

另外,这篇博客解释了为什么STL的allocator是一种无用的设计.

new,delete expression

auto x = new Object;
delete x;

auto y = new Object[10];
delete y;//error! 内存泄漏
delete[] y;

new expression会先使用operator new来分配内存,再调用构造函数来初始化之.delete expression会先使用operator elete来释放内存,再调用析构函数来初始化之.这里有示例代码,可以观察到new/delete expression调用new/delete operator的过程.