C++ new/delete相关知识点详细解析

每个程序在执行时都占用一块可用的内存空间，用于存放动态分配的对象，此内存空间称为程序的自由存储区(free store)或堆(heap)。C语言用一堆标准库函数malloc和free在自由存储区中分配存储空间，而C++则用new和delete表达式实现相同的功能。

一、new和delete创建和释放动态数组：
数组类型的变量有三个重要的限制：数组长度固定，在编译时必须知道其长度，数组只在定义它的语句内存在。动态数组：长度固定，编译时不必知道其长度，通常是运行时确定；一直存在，直到程序显示释放它。

1、动态数组的定义：数组变量通过指定类型、数据名和维数来定义。而动态分配数组时，只需指定类型和数组长度，不必为数组对象命名，new表达式返回指向新分配数组的第一个元素的指针：int*pia=new int[10];在自由存储区中创建的数组对象没有名字，只能通过其地址间接访问堆中的对象。

2、初始化动态分配的数组：若数组元素具有类类型，将使用该类的默认构造函数初始化；若数组元素是内置类型，则无初始化。也可跟在数组长度后面的一堆空圆括号，对数组元素做值初始化。

string *psa=newstring[10];  //array of 10 empty strings
int *pia=newint[10];  //array of 10 uninitializedints
int *pia2=newint[10]();  //array of 10 zero

对于动态分配的数组，其元素只能初始化为元素类型的默认值，而不能像数组变量一样，用初始化列表为数组元素提供各不相同的初值。

3、const对象的动态数组：若在堆中创建的数组存储了内置类型的const对象，则必须为这个数组提供初始化：因数组元素都是const对象，无法复制。

const int*pci_ok=new const int[100]();

C++允许定义类类型的const数组，但该类型必须提供默认构造函数。

已创建的常量元素不允许修改，所以此类数组用处不大。

4、允许动态分配空数组：动态分配数组，多是由于编译时不知道数组长度。
size_t  n=get_size();    int*p=new int[n];

C++虽然不允许定义长度为0的数组变量，但明确指出，调用new创建长度为0的数组是合法的。new返回有效的非零指针。该指针不能与new返回的其他指针不同，不能进行解引用操作，因它没指向任何元素。允许的操作：比较运算。

5、动态空间的释放：程序员必须显示将其占用的存储空间返还给程序的自由存储区。C++语言为指针提供delete []表达式释放指针所指向的数组空间。

delete [] pia;[]告诉编译器该指针指向的是堆中的数组，而非单个对象，若遗漏，编译器无法发现。

二、new和delete创建和释放单个对象
定义变量时，必须指定其数据类型和名字。而动态创建对象时，只需指定其数据类型。new返回指向新创建对象的指针，通过该指针来访问此对象。

1、动态创建对象的初始化：int *pi=new int(1024)

2、动态创建对象的默认初始化：若不提供显式初始化，与函数内定义的变量初始化方式相同，类类型->默认构造函数；内置类型->无初始化。同样可做值初始化：

int *pi=newint();值初始化的()必须置于类型名后，而非变量后，int x()是声明函数。

3、撤销动态创建的对象：程序员必须显示将该对象占用的内存返回给自由存储区。delete，若指针指向不是用new分配的内存地址，则对该指针使用delete非法。

int i;  int *pi=&i;  delete pi;//编译器不能断定一个指针指向什么类型的对象，因此大部分编译器仍能通过(VS2005编译通过，执行到该处报错)。

4、零指针的删除：int *ip=0; delete ip;若指针值为0，则delete合法。

5、delete后，重设指针值：delete p;删除指针后，p成为悬垂指针。悬垂指针指向曾经存放对象的内存，但该对象已不存在，引用该内存报错。所以一旦删除指针所指向的对象，立即将指针置为0。

6、const对象的动态分配和回收：创建时初始化，且一经初始化，其值不可修改。

const int*pci=new const int(1024);new表达式返回int型const对象的指针。所以只能赋给指向const的指针。内置类型对象或未提供默认构造函数的类类型对象必须显示初始化。

删除const对象：delete pci;

三、与动态内存分配相关的三种常见程序错误：
1、删除指向动态分配内存的指针失败，称为memory leak。一般需等程序运行一段时间，耗尽内存时，才显露出来。

2、读写已删除的对象。若删除指针所指对象后，置指针值为0，易检查出此类错误。

3、对同一个内存空间使用两次delete表达式。第二次delete时，自由存储区可能被破坏。

（编辑：李大同）

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