new和delete为什么要匹配

  operator new和operator delete函数有两个重载版本:

1 void* operator new (size_t);       // allocate an object  
2 void* operator new [] (size_t);    // allocate an array  
3 void operator delete (void*);      // free an oject  
4 void operator delete [] (void*);   // free an array 

1、new

  new操作针对数据类型的处理,分为两种情况:

1.1 简单数据类型包括基本数据类型和不需要构造函数的类型

  代码实例:

1 int* p = new int;

  汇编码如下:

1     int* p = new int;
2 00E54C44  push        4  
3 00E54C46  call        operator new (0E51384h)  
4 00E54C4B  add         esp,4  

  分析:传入4byte的参数后调用operator new。其源码如下:

void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
        {       // try to allocate size bytes
        void *p;
        while ((p = malloc(size)) == 0)
                if (_callnewh(size) == 0)
                {       // report no memory
                        _THROW_NCEE(_XSTD bad_alloc, );
                }

        return (p);
        }

  分析:调用malloc失败后会调用_callnewh。如果_callnewh返回0则抛出bac_alloc异常,返回非零则继续分配内存。

  这个_callnewh是什么呢?它是一个new handler,通俗来讲就是new失败的时候调用的回调函数。可以通过_set_new_handler来设置。下面举个实例:

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <new.h>
 3 int MyNewHandler(size_t size)
 4 {
 5     printf("Allocation failed.Try again");
 6     return 1;        //continue to allocate
 7     //return 0;        //stop allocating,throw bad_alloc
 8 }
 9 void main()
10 {
11     // Set the failure handler for new to be MyNewHandler.
12     _set_new_handler(MyNewHandler);
13 
14     while (1)
15     {
16         int* p = new int[10000000];
17     }
18 }

  在new基本数据类型的时候还可以指定初始化值,比如:

1 int* p = new int(4);
  总结:
  • 简单类型直接调用operator new分配内存;
  • 可以通过new_handler来处理new失败的情况;
  • new分配失败的时候不像malloc那样返回NULL,它直接抛出异常。要判断是否分配成功应该用异常捕获的机制;

1.2 复杂数据类型(需要由构造函数初始化对象)

  代码实例:

 1 class Object
 2 {
 3 public:
 4     Object()
 5     {
 6         _val = 1;
 7     }
 8 
 9     ~Object()
10     {
11     }
12 private:
13     int _val;
14 };
15 
16 void main()
17 {
18     Object* p = new Object();
19 }

  汇编码如下:

 1     Object* p = new Object();
 2 00AD7EDD  push        4  
 3 00AD7EDF  call        operator new (0AD1384h)  
 4 00AD7EE4  add         esp,4  
 5 00AD7EE7  mov         dword ptr [ebp-0E0h],eax  
 6 00AD7EED  mov         dword ptr [ebp-4],0  
 7 00AD7EF4  cmp         dword ptr [ebp-0E0h],0  
 8 00AD7EFB  je          main+70h (0AD7F10h)  
 9 00AD7EFD  mov         ecx,dword ptr [ebp-0E0h]  
10 00AD7F03  call        Object::Object (0AD1433h)        //在new的地址上调用构造函数
11 00AD7F08  mov         dword ptr [ebp-0F4h],eax  
12 00AD7F0E  jmp         main+7Ah (0AD7F1Ah)  
13 00AD7F10  mov         dword ptr [ebp-0F4h],0  
14 00AD7F1A  mov         eax,dword ptr [ebp-0F4h]  
15 00AD7F20  mov         dword ptr [ebp-0ECh],eax  
16 00AD7F26  mov         dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh  
17 00AD7F2D  mov         ecx,dword ptr [ebp-0ECh]  
18 00AD7F33  mov         dword ptr [p],ecx  
  总结:
  new 复杂数据类型的时候先调用operator new,然后在分配的内存上调用构造函数。

2、delete

  delete也分为两种情况。

2.1 简单数据类型包括基本数据类型和不需要析构函数的类型

1 int *p = new int(1);
2 delete p;

  delete的汇编码如下:

1     delete p;
2 00275314  mov         eax,dword ptr [p]  
3 00275317  mov         dword ptr [ebp-0D4h],eax  
4 0027531D  mov         ecx,dword ptr [ebp-0D4h]  
5 00275323  push        ecx  
6 00275324  call        operator delete (0271127h) 

  分析:传入参数p之后调用operator delete,其源码如下:

void operator delete( void * p )
{
    RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (p, 0));

    free( p );
}

  RTCCALLBACK默认是空的宏定义,所以这个函数默认情况下就是简单的调用free函数。

  总结:
  delete简单数据类型默认只是调用free函数。

2.2 复杂数据类型(需要由析构函数销毁对象)

  代码实例:
 1 class Object
 2 {
 3 public:
 4     Object()
 5     {
 6         _val = 1;
 7     }
 8 
 9     ~Object()
10     {
11         cout << "destroy object" << endl;
12     }
13 private:
14     int _val;
15 };
16 
17 void main()
18 {
19     Object* p = new Object;
20     delete p;
21 }

  部分汇编码如下:

 1 012241F0  mov         dword ptr [this],ecx  
 2 012241F3  mov         ecx,dword ptr [this]  
 3 012241F6  call        Object::~Object (0122111Dh)                          //先调用析构函数
 4 012241FB  mov         eax,dword ptr [ebp+8]  
 5 012241FE  and         eax,1  
 6 01224201  je          Object::`scalar deleting destructor'+3Fh (0122420Fh)  
 7 01224203  mov         eax,dword ptr [this]  
 8 01224206  push        eax  
 9 01224207  call        operator delete (01221145h)  
10 0122420C  add         esp,4 
  总结:
  delete复杂数据类型先调用析构函数再调用operator delete。

3、new数组

3.1 简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)

  new[] 调用的是operator new[],计算出数组总大小之后调用operator new。

  值得一提的是,可以通过()初始化数组为零值,实例:

1 char* p = new char[32]();

  等同于:

1 char *p = new char[32];
2 memset(p, 32, 0);
  总结:
  针对简单类型,new[]计算好大小后调用operator new。

3.2 复杂数据类型(需要由析构函数销毁对象)

 1 class Object
 2 {
 3 public:
 4     Object()
 5     {
 6         _val = 1;
 7     }
 8 
 9     ~Object()
10     {
11         cout << "destroy object" << endl;
12     }
13 private:
14     int _val;
15 };
16 
17 void main()
18 {
19     Object* p = new Object[3];
20 }

  new[]先调用operator new[]分配内存,然后在p的前四个字节写入数组大小,最后调用三次构造函数。

  实际分配的内存块如下:
new和delete为什么要匹配

  这里为什么要写入数组大小呢?因为对象析构时不得不用这个值,举个例子:

 1 class Object
 2 {
 3 public:
 4     Object()
 5     {
 6         _val = 1;
 7     }
 8 
 9     virtual ~Object()
10     {
11         cout << "destroy Object" << endl;
12     }
13 private:
14     int _val;
15 };
16 
17 class MyObject : public Object
18 {
19 public:
20     ~MyObject()
21     {
22         cout << "destroy MyObject" << endl;
23     }
24 private:
25     int _foo;
26 };
27 
28 void main()
29 {
30     Object* p = new MyObject[3];
31     delete[] p;
32 }

  释放内存之前会调用每个对象的析构函数。但是编译器并不知道p实际所指对象的大小。如果没有储存数组大小,编译器如何知道该把p所指的内存分为几次来调用析构函数呢?

  总结:
  针对复杂类型,new[]会额外存储数组大小。

4、delete数组

4.1 简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)

  delete和delete[]效果一样

  比如下面的代码:

1 int* pint = new int[32];
2 delete pint;
3 
4 char* pch = new char[32];
5 delete pch;

  运行后不会有什么问题,内存也能完成的被释放。看下汇编码就知道operator delete[]就是简单的调用operator delete。

  总结:
  针对简单类型,delete和delete[]等同。

4.2 复杂数据类型(需要由析构函数销毁对象)

  释放内存之前会先调用每个对象的析构函数。

  new[]分配的内存只能由delete[]释放。如果由delete释放会崩溃,为什么会崩溃呢?

  假设指针p指向new[]分配的内存。因为要4字节存储数组大小,实际分配的内存地址为[p-4],系统记录的也是这个地址。delete[]实际释放的就是p-4指向的内存。而delete会直接释放p指向的内存,这个内存根本没有被系统记录,所以会崩溃。

 
  总结:
  针对复杂类型,new[]出来的内存只能由delete[]释放。

原文链接: https://www.cnblogs.com/ChinaHook/p/4980128.html

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    new和delete为什么要匹配

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