我得去图书馆了
随笔 - 204,  文章 - 0,  评论 - 12,  阅读 - 36万
【校招面试 之 C/C++】第16题 C++ new和delete的实现原理

　　

1、new

new操作针对数据类型的处理，分为两种情况：
（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
2
3
4
int* p = new int;
00E54C44  push        4 
00E54C46  call        operator new (0E51384h) 
00E54C4B  add         esp,4 

分析：传入4byte的参数后调用operator new。其源码如下：

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

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；

（2）复杂数据类型（需要由构造函数初始化对象）

代码实例：

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

汇编码如下：

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Object* p = new Object();
00AD7EDD  push        4 
00AD7EDF  call        operator new (0AD1384h) 
00AD7EE4  add         esp,4 
00AD7EE7  mov         dword ptr [ebp-0E0h],eax 
00AD7EED  mov         dword ptr [ebp-4],0 
00AD7EF4  cmp         dword ptr [ebp-0E0h],0 
00AD7EFB  je          main+70h (0AD7F10h) 
00AD7EFD  mov         ecx,dword ptr [ebp-0E0h] 
00AD7F03  call        Object::Object (0AD1433h)        //在new的地址上调用构造函数
00AD7F08  mov         dword ptr [ebp-0F4h],eax 
00AD7F0E  jmp         main+7Ah (0AD7F1Ah) 
00AD7F10  mov         dword ptr [ebp-0F4h],0 
00AD7F1A  mov         eax,dword ptr [ebp-0F4h] 
00AD7F20  mov         dword ptr [ebp-0ECh],eax 
00AD7F26  mov         dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh 
00AD7F2D  mov         ecx,dword ptr [ebp-0ECh] 
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：
（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
2
int *p = new int(1);
delete p;

delete的汇编码如下：

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

分析：传入参数p之后调用operator delete，其源码如下：

?
1
2
3
4
5
6
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）复杂数据类型（需要由析构函数销毁对象）
代码实例：
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
class Object
{
public:
    Object()
    {
        _val = 1;
    }
  
    ~Object()
    {
        cout << "destroy object" << endl;
    }
private:
    int _val;
};
  
void main()
{
    Object* p = new Object;
    delete p;
}

部分汇编码如下：

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
012241F0  mov         dword ptr [this],ecx 
012241F3  mov         ecx,dword ptr [this] 
012241F6  call        Object::~Object (0122111Dh)                          //先调用析构函数
012241FB  mov         eax,dword ptr [ebp+8] 
012241FE  and         eax,1 
01224201  je          Object::`scalar deleting destructor'+3Fh (0122420Fh) 
01224203  mov         eax,dword ptr [this] 
01224206  push        eax 
01224207  call        operator delete (01221145h) 
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
new[]也分为两种情况：
（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
2
char *p = new char[32];
memset(p, 32, 0);
总结：
针对简单类型，new[]计算好大小后调用operator new。
 
（2）复杂数据类型（需要由析构函数销毁对象）
实例：
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
class Object
{
public:
    Object()
    {
        _val = 1;
    }
  
    ~Object()
    {
        cout << "destroy object" << endl;
    }
private:
    int _val;
};
  
void main()
{
    Object* p = new Object[3];
}
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：
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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
class Object
{
public:
    Object()
    {
        _val = 1;
    }
  
    virtual ~Object()
    {
        cout << "destroy Object" << endl;
    }
private:
    int _val;
};
  
class MyObject : public Object
{
public:
    ~MyObject()
    {
        cout << "destroy MyObject" << endl;
    }
private:
    int _foo;
};
  
void main()
{
    Object* p = new MyObject[3];
    delete[] p;
}<br>
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
delete[]也分为两种情况：
（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
2
3
4
5
int* pint = new int[32];
delete pint;
  
char* pch = new char[32];
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。
（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（delete指针还是delete指针指向的内存空间）。
总结：
针对复杂类型，new[]出来的内存只能由delete[]释放。
 
【总结】：
 1、new 
new操作针对数据类型的处理，分为两种情况：
（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）
  • 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；
（2）复杂数据类型（需要由构造函数初始化对象）
　　  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：
（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简单数据类型默认只是调用free函数。
（2）复杂数据类型（需要由析构函数销毁对象）
　　  delete复杂数据类型先调用析构函数再调用operator delete。
 
3、new 数组
new[]也分为两种情况：
（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）
　　针对简单类型，new[]计算好大小后调用operator new。
（2）复杂数据类型（需要由析构函数销毁对象）
　　针对复杂类型，new[]会额外存储数组大小。
 
4、delete 数组
delete[]也分为两种情况：
（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）
　　针对简单类型，delete和delete[]等同。
（2）复杂数据类型（需要由析构函数销毁对象）
　　针对复杂类型，new[]出来的内存只能由delete[]释放。
 
 转自：https://blog.csdn.net/passion_wu128/article/details/38966581  做略微修改
posted on   我得去图书馆了  阅读(4421)  评论(0)  编辑  收藏  举报
编辑推荐：
· 从 HTTP 原因短语缺失研究 HTTP/2 和 HTTP/3 的设计差异
· AI与.NET技术实操系列：向量存储与相似性搜索在 .NET 中的实现
· 基于Microsoft.Extensions.AI核心库实现RAG应用
· Linux系列：如何用heaptrack跟踪.NET程序的非托管内存泄露
· 开发者必知的日志记录最佳实践
阅读排行：
· TypeScript + Deepseek 打造卜卦网站：技术与玄学的结合
· Manus的开源复刻OpenManus初探
· AI 智能体引爆开源社区「GitHub 热点速览」
· 从HTTP原因短语缺失研究HTTP/2和HTTP/3的设计差异
· 三行代码完成国际化适配，妙~啊~

< 2025年3月 >
日 一 二 三 四 五 六
23 24 25 26 27 28 1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29
30 31 1 2 3 4 5
Copyright © 2025 我得去图书馆了
Powered by .NET 9.0 on Kubernetes Powered By博客园
点击右上角即可分享
微信分享提示
SQL AI 助手