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          看完這篇你還能不懂C語言/C++內(nèi)存管理?

          共 3448字,需瀏覽 7分鐘

           ·

          2020-11-05 23:09

          C 語言內(nèi)存管理指對系統(tǒng)內(nèi)存的分配、創(chuàng)建、使用這一系列操作。在內(nèi)存管理中,由于是操作系統(tǒng)內(nèi)存,使用不當(dāng)會造成畢竟麻煩的結(jié)果。本文將從系統(tǒng)內(nèi)存的分配、創(chuàng)建出發(fā),并且使用例子來舉例說明內(nèi)存管理不當(dāng)會出現(xiàn)的情況及解決辦法。

          一、內(nèi)存

          在計算機中,每個應(yīng)用程序之間的內(nèi)存是相互獨立的,通常情況下應(yīng)用程序 A 并不能訪問應(yīng)用程序 B,當(dāng)然一些特殊技巧可以訪問,但此文并不詳細(xì)進行說明。例如在計算機中,一個視頻播放程序與一個瀏覽器程序,它們的內(nèi)存并不能訪問,每個程序所擁有的內(nèi)存是分區(qū)進行管理的。

          在計算機系統(tǒng)中,運行程序 A 將會在內(nèi)存中開辟程序 A 的內(nèi)存區(qū)域 1,運行程序 B 將會在內(nèi)存中開辟程序 B 的內(nèi)存區(qū)域 2,內(nèi)存區(qū)域 1 與內(nèi)存區(qū)域 2 之間邏輯分隔。

          1.1 內(nèi)存四區(qū)

          在程序 A 開辟的內(nèi)存區(qū)域 1 會被分為幾個區(qū)域,這就是內(nèi)存四區(qū),內(nèi)存四區(qū)分為棧區(qū)、堆區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)與代碼區(qū)。

          棧區(qū)指的是存儲一些臨時變量的區(qū)域,臨時變量包括了局部變量、返回值、參數(shù)、返回地址等,當(dāng)這些變量超出了當(dāng)前作用域時將會自動彈出。該棧的最大存儲是有大小的,該值固定,超過該大小將會造成棧溢出。

          堆區(qū)指的是一個比較大的內(nèi)存空間,主要用于對動態(tài)內(nèi)存的分配;在程序開發(fā)中一般是開發(fā)人員進行分配與釋放,若在程序結(jié)束時都未釋放,系統(tǒng)將會自動進行回收。

          數(shù)據(jù)區(qū)指的是主要存放全局變量、常量和靜態(tài)變量的區(qū)域,數(shù)據(jù)區(qū)又可以進行劃分,分為全局區(qū)與靜態(tài)區(qū)。全局變量與靜態(tài)變量將會存放至該區(qū)域。

          代碼區(qū)就比較好理解了,主要是存儲可執(zhí)行代碼,該區(qū)域的屬性是只讀的。

          1.2 使用代碼證實內(nèi)存四區(qū)的底層結(jié)構(gòu)

          由于棧區(qū)與堆區(qū)的底層結(jié)構(gòu)比較直觀的表現(xiàn),在此使用代碼只演示這兩個概念。首先查看代碼觀察棧區(qū)的內(nèi)存地址分配情況:

          #include
          int?main()
          {
          ?int?a?=?0;
          ?int?b?=?0;
          ?char?c='0';
          ?printf("變量a的地址是:%d\n變量b的地址是:%d\n變量c的地址是:%d\n",?&a,?&b,?&c);

          }

          運行結(jié)果為:

          我們可以觀察到變量 a 的地址是 2293324 變量 b 的地址是 2293320,由于 int 的數(shù)據(jù)大小為 4 所以兩者之間間隔為 4;再查看變量 c,我們發(fā)現(xiàn)變量 c 的地址為 2293319,與變量 b 的地址 2293324 間隔 1,因為 c 的數(shù)據(jù)類型為 char,類型大小為 1。在此我們觀察發(fā)現(xiàn),明明我創(chuàng)建變量的時候順序是 a 到 b 再到 c,為什么它們之間的地址不是增加而是減少呢?那是因為棧區(qū)的一種數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)為先進后出,如圖:

          首先棧的頂部為地址的“最小”索引,隨后往下依次增大,但是由于堆棧的特殊存儲結(jié)構(gòu),我們將變量 a 先進行存儲,那么它的一個索引地址將會是最大的,隨后依次減少;第二次存儲的值是 b,該值的地址索引比 a 小,由于 int 的數(shù)據(jù)大小為 4,所以在 a 地址為 2293324 的基礎(chǔ)上往上減少 4 為 2293320,在存儲 c 的時候為 char,大小為 1,則地址為 2293319。由于 a、b、c 三個變量同屬于一個棧內(nèi),所以它們地址的索引是連續(xù)性的,那如果我創(chuàng)建一個靜態(tài)變量將會如何?在以上內(nèi)容中說明了靜態(tài)變量存儲在靜態(tài)區(qū)內(nèi),我們現(xiàn)在就來證實一下:

          #include
          int?main()
          {
          ?
          ?int?a?=?0;
          ?int?b?=?0;
          ?char?c='0';
          ?static?int?d?=?0;
          ?
          ?printf("變量a的地址是:%d\n變量b的地址是:%d\n變量c的地址是:%d\n",?&a,?&b,?&c);
          ?
          ?printf("靜態(tài)變量d的地址是:%d\n",?&d);

          }

          運行結(jié)果如下:

          以上代碼中創(chuàng)建了一個變量 d,變量 d 為靜態(tài)變量,運行代碼后從結(jié)果上得知,靜態(tài)變量 d 的地址與一般變量 a、b、c 的地址并不存在連續(xù),他們兩個的內(nèi)存地址是分開的。那接下來在此建一個全局變量,通過上述內(nèi)容得知,全局變量與靜態(tài)變量都應(yīng)該存儲在靜態(tài)區(qū),代碼如下:

          #include
          int?e?=?0;
          int?main()
          {
          ?
          ?int?a?=?0;
          ?int?b?=?0;
          ?char?c='0';
          ?static?int?d?=?0;
          ?
          ?printf("變量a的地址是:%d\n變量b的地址是:%d\n變量c的地址是:%d\n",?&a,?&b,?&c);
          ?
          ?printf("靜態(tài)變量d的地址是:%d\n",?&d);
          ?printf("全局變量e的地址是:%d\n",?&e);

          }

          運行結(jié)果如下:

          從以上運行結(jié)果中證實了上述內(nèi)容的真實性,并且也得到了一個知識點,棧區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)都是使用棧結(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)進行存儲。

          在以上內(nèi)容中還說明了一點棧的特性,就是容量具有固定大小,超過最大容量將會造成棧溢出。查看如下代碼:

          #include

          int?main()
          {
          ?char?arr_char[1024*1000000];
          ????arr_char[0]?=?'0';
          }

          以上代碼定義了一個字符數(shù)組 arr_char,并且設(shè)置了大小為 1024*1000000,設(shè)置該數(shù)據(jù)是方便查看大??;隨后在數(shù)組頭部進行賦值。運行結(jié)果如下:

          這是程序運行出錯,原因是造成了棧的溢出。在平常開發(fā)中若需要大容量的內(nèi)存,需要使用堆。

          堆并沒有棧一樣的結(jié)構(gòu),也沒有棧一樣的先進后出。需要人為的對內(nèi)存進行分配使用。代碼如下:

          #include
          #include
          #include?
          int?main()
          {
          ?char?*p1?=?(char?*)malloc(1024*1000000);
          ?strcpy(p1,?"這里是堆區(qū)");
          ?printf("%s\n",?p1);
          }

          以上代碼中使用了strcpy 往手動開辟的內(nèi)存空間 p1 中傳數(shù)據(jù)“這里是堆區(qū)”,手動開辟空間使用 malloc,傳入申請開辟的空間大小 1024*1000000,在棧中那么大的空間必定會造成棧溢出,而堆本身就是大容量,則不會出現(xiàn)該情況。隨后輸出開辟的內(nèi)存中內(nèi)容,運行結(jié)果如下:

          在此要注意p1是表示開辟的內(nèi)存空間地址。

          二、malloc 和 free

          在 C 語言(不是 C++)中,malloc 和 free 是系統(tǒng)提供的函數(shù),成對使用,用于從堆中分配和釋放內(nèi)存。malloc 的全稱是 memory allocation 譯為“動態(tài)內(nèi)存分配”。

          2.1 malloc 和 free 的使用

          在開辟堆空間時我們使用的函數(shù)為 malloc,malloc 在 C 語言中是用于申請內(nèi)存空間,malloc 函數(shù)的原型如下:

          void?*malloc(size_t?size);

          在 malloc 函數(shù)中,size 是表示需要申請的內(nèi)存空間大小,申請成功將會返回該內(nèi)存空間的地址;申請失敗則會返回 NULL,并且申請成功也不會自動進行初始化。

          細(xì)心的同學(xué)可能會發(fā)現(xiàn),該函數(shù)的返回值說明為 void *,在這里 void * 并不指代某一種特定的類型,而是說明該類型不確定,通過接收的指針變量從而進行類型的轉(zhuǎn)換。在分配內(nèi)存時需要注意,即時在程序關(guān)閉時系統(tǒng)會自動回收該手動申請的內(nèi)存 ,但也要進行手動的釋放,保證內(nèi)存能夠在不需要時返回至堆空間,使內(nèi)存能夠合理的分配使用。

          釋放空間使用 free 函數(shù),函數(shù)原型如下:

          void?free(void?*ptr);

          free 函數(shù)的返回值為 void,沒有返回值,接收的參數(shù)為使用 malloc 分配的內(nèi)存空間指針。一個完整的堆內(nèi)存申請與釋放的例子如下:

          #include
          #include
          #include?

          int?main()?{
          ????int?n,?*p,?i;
          ????printf("請輸入一個任意長度的數(shù)字來分配空間:");
          ????scanf("%d",?&n);
          ????
          ????p?=?(int?*)malloc(n?*?sizeof(int));
          ?if(p==NULL){
          ??printf("申請失敗\n");
          ??return?0;
          ?}else{
          ??printf("申請成功\n");
          ?}?
          ?
          ?memset(p,?0,?n?*?sizeof(int));//填充0?
          ?
          ?//查看?
          ????for?(i?=?0;?i?????????printf("%d?",?p[i]);
          ????printf("\n");

          ????free(p);
          ????p?=?NULL;
          ????return?0;
          }

          以上代碼中使用了 malloc 創(chuàng)建了一個由用戶輸入創(chuàng)建指定大小的內(nèi)存,判斷了內(nèi)存地址是否創(chuàng)建成功,且使用了 memset 函數(shù)對該內(nèi)存空間進行了填充值,隨后使用 for 循環(huán)進行了查看。最后使用了 free 釋放了內(nèi)存,并且將 p 賦值 NULL,這點需要主要,不能使指針指向未知的地址,要置于 NULL;否則在之后的開發(fā)者會誤以為是個正常的指針,就有可能再通過指針去訪問一些操作,但是在這時該指針已經(jīng)無用,指向的內(nèi)存也不知此時被如何使用,這時若出現(xiàn)意外將會造成無法預(yù)估的后果,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰,在 malloc 的使用中更需要需要。

          2.2 內(nèi)存泄漏與安全使用實例與講解

          內(nèi)存泄漏是指在動態(tài)分配的內(nèi)存中,并沒有釋放內(nèi)存或者一些原因造成了內(nèi)存無法釋放,輕度則造成系統(tǒng)的內(nèi)存資源浪費,嚴(yán)重的導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰等情況的發(fā)生。

          內(nèi)存泄漏通常比較隱蔽,且少量的內(nèi)存泄漏發(fā)生不一定會發(fā)生無法承受的后果,但由于該錯誤的積累將會造成整體系統(tǒng)的性能下降或系統(tǒng)崩潰。特別是在較為大型的系統(tǒng)中,如何有效的防止內(nèi)存泄漏等問題的出現(xiàn)變得尤為重要。例如一些長時間的程序,若在運行之初有少量的內(nèi)存泄漏的問題產(chǎn)生可能并未呈現(xiàn),但隨著運行時間的增長、系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理的增加將會累積出現(xiàn)內(nèi)存泄漏這種情況;這時極大的會造成不可預(yù)知的后果,如整個系統(tǒng)的崩潰,造成的損失將會難以承受。由此防止內(nèi)存泄漏對于底層開發(fā)人員來說尤為重要。

          C 程序員在開發(fā)過程中,不可避免的面對內(nèi)存操作的問題,特別是頻繁的申請動態(tài)內(nèi)存時會及其容易造成內(nèi)存泄漏事故的發(fā)生。如申請了一塊內(nèi)存空間后,未初始化便讀其中的內(nèi)容、間接申請動態(tài)內(nèi)存但并沒有進行釋放、釋放完一塊動態(tài)申請的內(nèi)存后繼續(xù)引用該內(nèi)存內(nèi)容;如上所述這種問題都是出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的原因,往往這些原因由于過于隱蔽在測試時不一定會完全清楚,將會導(dǎo)致在項目上線后的長時間運行下,導(dǎo)致災(zāi)難性的后果發(fā)生。

          如下是一個在子函數(shù)中進行了內(nèi)存空間的申請,但是并未對其進行釋放:

          #include
          #include
          #include?
          void?m()?{?
          ?char?*p1;?
          ?p1?=?malloc(100);?
          ?printf("開始對內(nèi)存進行泄漏...");
          }
          ?
          int?main()?{
          ????m();
          ????return?0;
          }

          如上代碼中,使用 malloc 申請了 100 個單位的內(nèi)存空間后,并沒有進行釋放。假設(shè)該 m 函數(shù)在當(dāng)前系統(tǒng)中調(diào)用頻繁,那將會每次使用都將會造成 100 個單位的內(nèi)存空間不會釋放,久而久之就會造成嚴(yán)重的后果。理應(yīng)在 p1 使用完畢后添加 free 進行釋放:

          free(p1);

          以下示范一個讀取文件時不規(guī)范的操作:

          #include
          #include
          #include?
          int?m(char?*filename)?{?
          ?FILE*?f;
          ?int?key;?
          ?f?=?fopen(filename,?"r");?
          ?fscanf(f,?"%d",?&key);?
          ?return?key;?
          }
          ?
          int?main()?{
          ????m("number.txt");
          ????return?0;
          }

          以上文件在讀取時并沒有進行 fclose,這時將會產(chǎn)生多余的內(nèi)存,可能一次還好,多次會增加成倍的內(nèi)存,可以使用循環(huán)進行調(diào)用,之后在任務(wù)管理器中可查看該程序運行時所占的內(nèi)存大小,代碼為:

          #include
          #include
          #include?
          int?m(char?*filename)?{?
          ?FILE*?f;
          ?int?key;?
          ?f?=?fopen(filename,?"r");?
          ?fscanf(f,?"%d",?&key);?
          ?return?key;?
          }
          ?
          int?main()?{
          ?int?i;
          ?for(i=0;i<500;i++)?{
          ?????m("number.txt");
          ?}
          ????return?0;
          }

          可查看添加循環(huán)后的程序與添加循環(huán)前的程序做內(nèi)存占用的對比,就可以發(fā)現(xiàn)兩者之間添加了循環(huán)的代碼將會成本增加占用容量。

          未被初始化的指針也會有可能造成內(nèi)存泄漏的情況,因為指針未初始化所指向不可控,如:

          int?*p;
          *p?=?val;

          包括錯誤的釋放內(nèi)存空間:

          pp=p;
          free(p);?
          free(pp);

          釋放后使用,產(chǎn)生懸空指針。在申請了動態(tài)內(nèi)存后,使用指針指向了該內(nèi)存,使用完畢后我們通過 free 函數(shù)釋放了申請的內(nèi)存,該內(nèi)存將會允許其它程序進行申請;但是我們使用過后的動態(tài)內(nèi)存指針依舊指向著該地址,假設(shè)其它程序下一秒申請了該區(qū)域內(nèi)的內(nèi)存地址,并且進行了操作。當(dāng)我依舊使用已 free 釋放后的指針進行下一步的操作時,或者所進行了一個計算,那么將會造成的結(jié)果天差地別,或者是其它災(zāi)難性后果。所以對于這些指針在生存期結(jié)束之后也要置為 null。查看一個示例,由于 free 釋放后依舊使用該指針,造成的計算結(jié)果天差地別:

          #include
          #include
          #include?
          int?m(char?*freep)?{?
          ?int?val=freep[0];
          ?printf("2*freep=:%d\n",val*2);
          ?free(freep);
          ?val=freep[0];
          ?printf("2*freep=:%d\n",val*2);
          }
          ?
          int?main()?{
          ?int?*freep?=?(int?*)?malloc(sizeof?(int));
          ?freep[0]=1;
          ?m(freep);
          ????return?0;
          ????
          }

          以上代碼使用 malloc 申請了一個內(nèi)存后,傳值為 1;在函數(shù)中首先使用 val 值接收 freep 的值,將 val 乘 2,之后釋放 free,重新賦值給 val,最后使用 val 再次乘 2,此時造成的結(jié)果出現(xiàn)了極大的改變,而且最恐怖的是該錯誤很難發(fā)現(xiàn),隱蔽性很強,但是造成的后顧難以承受。運行結(jié)果如下:

          三、 new 和 delete

          C++ 中使用 new 和 delete 從堆中分配和釋放內(nèi)存,new 和 delete 是運算符,不是函數(shù),兩者成對使用(后面說明為什么成對使用)。

          new/delete 除了分配內(nèi)存和釋放內(nèi)存(與 malloc/free),還做更多的事情,所有在 C++ 中不再使用 malloc/free 而使用 new/delete。

          3.1 new 和 delete 使用

          new 一般使用格式如下:

          • 指針變量名 = new 類型標(biāo)識符;
          • 指針變量名 = new 類型標(biāo)識符(初始值);
          • 指針變量名 = new 類型標(biāo)識符[內(nèi)存單元個數(shù)];

          在C++中new的三種用法包括:plain new, nothrow new 和 placement new。

          plain new 就是我們最常使用的 new 的方式,在 C++ 中的定義如下:

          void*?operator?new(std::size_t)?throw(std::bad_alloc);??
          void?operator?delete(?void?*)?throw();

          plain new 在分配失敗的情況下,拋出異常 std::bad_alloc 而不是返回 NULL,因此通過判斷返回值是否為 NULL 是徒勞的。

          char?*getMemory(unsigned?long?size)???
          {????
          ????char?*?p?=?new?char[size];???
          ????return?p;?
          }???
          void?main(void)???
          {
          ????try{???
          ????????char?*?p?=?getMemory(1000000);????//?可能發(fā)生異常
          ????????//?...???
          ????????delete?[]?p;???
          ????}???
          ????catch(const?std::bad_alloc?&?ex)???
          ????{
          ????????cout?<????}???
          }

          nothrow new 是不拋出異常的運算符new的形式。nothrow new在失敗時,返回NULL。定義如下:

          void?*?operator?new(std::size_t,?const?std::nothrow_t&)?throw();
          void?operator?delete(void*)?throw();
          void?func(unsinged?long?length)???
          {
          ????unsinged?char?*?p?=?new(nothrow)?unsinged?char[length];???
          ????//?在使用這種new時要加(nothrow)?,表示不使用異常處理?。
          ?
          ????if?(p?==?NULL)??//?不拋異常,一定要檢查
          ????????cout?<"allocte?failed?!";???
          ????????//?...???
          ????delete?[]?p;
          }

          placement new 意即“放置”,這種new允許在一塊已經(jīng)分配成功的內(nèi)存上重新構(gòu)造對象或?qū)ο髷?shù)組。placement new不用擔(dān)心內(nèi)存分配失敗,因為它根本不分配內(nèi)存,它做的唯一一件事情就是調(diào)用對象的構(gòu)造函數(shù)。定義如下:

          void*?operator?new(size_t,?void*);
          void?operator?delete(void*,?void*);

          palcement new 的主要用途就是反復(fù)使用一塊較大的動態(tài)分配的內(nèi)存來構(gòu)造不同類型的對象或者他們的數(shù)組。placement new構(gòu)造起來的對象或其數(shù)組,要顯示的調(diào)用他們的析構(gòu)函數(shù)來銷毀,千萬不要使用delete。

          void?main()???
          {??
          ????using?namespace?std;???
          ????char?*?p?=?new(nothrow)?char?[4];???
          ????if?(p?==?NULL)???
          ????{
          ????????cout?<"allocte?failed"?<????????exit(?-1?);
          ????}???
          ????//?...???
          ????long?*?q?=?new?(p)?long(1000);???
          ??? delete []p;????//?只釋放 p,不要用q釋放。
          }

          p 和 q 僅僅是首址相同,所構(gòu)建的對象可以類型不同。所“放置”的空間應(yīng)小于原空間,以防不測。當(dāng)”放置new”超過了申請的范圍,Debug 版下會崩潰,但 Release 能運行而不會出現(xiàn)崩潰!

          該運算符的作用是:只要第一次分配成功,不再擔(dān)心分配失敗。

          void?main()???
          {
          ????using?namespace?std;???
          ????char?*?p?=?new(nothrow)?char?[100];???
          ????if?(p?==?NULL)???
          ????{??
          ????????cout?<"allocte?failed"?<????????exit(-1);
          ????}???
          ????long?*?q1?=?new?(p)?long(100);???
          ????//?使用q1??...???
          ????int?*?q2?=?new?(p)?int[100/sizeof(int)];???
          ????//?使用q2?...???
          ????ADT?*?q3?=?new?(p)?ADT[100/sizeof(ADT)];???
          ????//?使用q3??然后釋放對象?...???
          ??? delete [] p;????//?只釋放空間,不再析構(gòu)對象。
          }

          注意:使用該運算符構(gòu)造的對象或數(shù)組,一定要顯式調(diào)用析構(gòu)函數(shù),不可用 delete 代替析構(gòu),因為 placement new 的對象的大小不再與原空間相同。

          void?main()???
          {??
          ????using?namespace?std;???
          ????char?*?p?=?new(nothrow)?char?[sizeof(ADT)+2];???
          ????if?(p?==?NULL)???
          ????{??
          ????????cout?<"allocte?failed"?<????????exit(-1);?
          ????}?
          ????//?...?
          ????ADT?*?q?=?new?(p)?ADT;?
          ????//?...?
          ????//?delete?q;?//?錯誤
          ????q->ADT::~ADT();??//?顯式調(diào)用析構(gòu)函數(shù),僅釋放對象
          ????delete?[]?p;?????//?最后,再用原指針來釋放內(nèi)存
          }

          placement new 的主要用途就是可以反復(fù)使用一塊已申請成功的內(nèi)存空間。這樣可以避免申請失敗的徒勞,又可以避免使用后的釋放。

          特別要注意的是對于 placement new 絕不可以調(diào)用的 delete, 因為該 new 只是使用別人替它申請的地方。釋放內(nèi)存是 nothrow new 的事,即要使用原來的指針釋放內(nèi)存。free/delete 不要重復(fù)調(diào)用,被系統(tǒng)立即回收后再利用,再一次 free/delete 很可能把不是自己的內(nèi)存釋放掉,導(dǎo)致異常甚至崩潰。

          上面提到 new/delete 比 malloc/free 多做了一些事情,new 相對于 malloc 會額外的做一些初始化工作,delete 相對于 free 多做一些清理工作。

          class?A
          {
          ?public:
          ?????A()
          ?????{
          ????????cont<<"A()構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"<?????}
          ?????~A()
          ?????{
          ????????cont<<"~A()構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"<?????}
          }

          在 main 主函數(shù)中,加入如下代碼:

          A*?pa?=?new?A();??//類?A?的構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用
          delete?pa;????????//類?A?的析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用

          可以看出:使用 new 生成一個類對象時系統(tǒng)會調(diào)用該類的構(gòu)造函數(shù),使用 delete 刪除一個類對象時,系統(tǒng)會調(diào)用該類的析構(gòu)函數(shù)。可以調(diào)用構(gòu)造函數(shù)/析構(gòu)函數(shù)就意味著 new 和 delete 具備針對堆所分配的內(nèi)存進行初始化和釋放的能力,而 malloc 和 free 不具備。

          2.2 delete 與 delete[] 的區(qū)別

          c++ 中對 new 申請的內(nèi)存的釋放方式有 delete 和 delete[] 兩種方式,到底這兩者有什么區(qū)別呢?

          我們通常從教科書上看到這樣的說明:

          • delete 釋放 new 分配的單個對象指針指向的內(nèi)存
          • delete[] 釋放 new 分配的對象數(shù)組指針指向的內(nèi)存 那么,按照教科書的理解,我們看下下面的代碼:
          int?*a?=?new?int[10];
          delete?a;????????//方式1
          delete[]?a;?????//方式2
          1. 針對簡單類型 使用 new 分配后的不管是數(shù)組還是非數(shù)組形式內(nèi)存空間用兩種方式均可 如:
          int?*a?=?new?int[10];
          delete?a;
          delete[]?a;

          此種情況中的釋放效果相同,原因在于:分配簡單類型內(nèi)存時,內(nèi)存大小已經(jīng)確定,系統(tǒng)可以記憶并且進行管理,在析構(gòu)時,系統(tǒng)并不會調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。

          它直接通過指針可以獲取實際分配的內(nèi)存空間,哪怕是一個數(shù)組內(nèi)存空間(在分配過程中 系統(tǒng)會記錄分配內(nèi)存的大小等信息,此信息保存在結(jié)構(gòu)體 _CrtMemBlockHeader 中,具體情況可參看 VC 安裝目錄下 CRTSRCDBGDEL.cpp)。

          1. 針對類 Class,兩種方式體現(xiàn)出具體差異

          當(dāng)你通過下列方式分配一個類對象數(shù)組:

          class?A
          ???{
          ????private:
          ??????char?*m_cBuffer;
          ??????int?m_nLen;

          ???``?public:
          ??????A(){?m_cBuffer?=?new?char[m_nLen];?}
          ??????~A()?{?delete?[]?m_cBuffer;?}
          ???};

          ???A?*a?=?new?A[10];
          ???delete?a;?????????//僅釋放了a指針指向的全部內(nèi)存空間?但是只調(diào)用了a[0]對象的析構(gòu)函數(shù)?剩下的從a[1]到a[9]這9個用戶自行分配的m_cBuffer對應(yīng)內(nèi)存空間將不能釋放?從而造成內(nèi)存泄漏
          ???delete[]?a;??????//調(diào)用使用類對象的析構(gòu)函數(shù)釋放用戶自己分配內(nèi)存空間并且???釋放了a指針指向的全部內(nèi)存空間

          所以總結(jié)下就是,如果 ptr 代表一個用new申請的內(nèi)存返回的內(nèi)存空間地址,即所謂的指針,那么:

          delete ptr ?代表用來釋放內(nèi)存,且只用來釋放 ptr 指向的內(nèi)存。delete[] rg ? 用來釋放rg指向的內(nèi)存,??!還逐一調(diào)用數(shù)組中每個對象的destructor?。?/p>

          對于像 int/char/long/int*/struct 等等簡單數(shù)據(jù)類型,由于對象沒有 destructor ,所以用 delete 和 delete []是一樣的!但是如果是 C++ 對象數(shù)組就不同了!

          關(guān)于 new[] 和 delete[],其中又分為兩種情況:

          • (1) 為基本數(shù)據(jù)類型分配和回收空間;
          • (2) 為自定義類型分配和回收空間;

          對于 (1),上面提供的程序已經(jīng)證明了 delete[] 和 delete 是等同的。但是對于 (2),情況就發(fā)生了變化。

          我們來看下面的例子,通過例子的學(xué)習(xí)了解 C++ 中的 delete 和 delete[] 的使用方法

          #include?
          using?namespace?std;

          class?Babe
          {
          public:
          ????Babe()
          ????{
          ????????cout?<????}

          ????~Babe()
          ????{
          ????????cout?<'t?Go?away,listen?to?me\"?<????}
          };

          int?main()
          {
          ????Babe*?pbabe?=?new?Babe[3];
          ????delete?pbabe;
          ????pbabe?=?new?Babe[3];
          ????delete[]?pbabe;
          ????return?0;
          }

          結(jié)果是:

          Create?a?babe?to?talk?with?me
          Create?a?babe?to?talk?with?me
          Create?a?babe?to?talk?with?me
          Babe?don\'t?go?away,listen?to?me
          Create?a?babe?to?talk?with?me
          Create?a?babe?to?talk?with?me
          Create?a?babe?to?talk?with?me
          Babe?don\'
          t?go?away,listen?to?me
          Babe?don\'t?go?away,listen?to?me
          Babe?don\'
          t?go?away,listen?to?me

          大家都看到了,只使用 delete 的時候只出現(xiàn)一個 Babe don’t go away,listen to me,而使用 delete[] 的時候出現(xiàn) 3 個 Babe don’t go away,listen to me。不過不管使用 delete 還是 delete[] 那三個對象的在內(nèi)存中都被刪除,既存儲位置都標(biāo)記為可寫,但是使用 delete 的時候只調(diào)用了 pbabe[0] 的析構(gòu)函數(shù),而使用了 delete[] 則調(diào)用了 3 個 Babe 對象的析構(gòu)函數(shù)。

          你一定會問,反正不管怎樣都是把存儲空間釋放了,有什么區(qū)別。

          答:關(guān)鍵在于調(diào)用析構(gòu)函數(shù)上。此程序的類沒有使用操作系統(tǒng)的系統(tǒng)資源(比如:Socket、File、Thread等),所以不會造成明顯惡果。如果你的類使用了操作系統(tǒng)資源,單純把類的對象從內(nèi)存中刪除是不妥當(dāng)?shù)?,因為沒有調(diào)用對象的析構(gòu)函數(shù)會導(dǎo)致系統(tǒng)資源不被釋放,這些資源的釋放必須依靠這些類的析構(gòu)函數(shù)。所以,在用這些類生成對象數(shù)組的時候,用 delete[] 來釋放它們才是王道。而用 delete 來釋放也許不會出問題,也許后果很嚴(yán)重,具體要看類的代碼了。

          最后祝各位保持良好的代碼編寫規(guī)范降低嚴(yán)重錯誤的產(chǎn)生。

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