new[] 和 delete[] 为何要配对使用?

发布于 2020-9-3 11:12
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在C++中,我们都知道,new和delete及new[]和delete[]需要配对使用,为什么一定要配对使用呢?

 

在C++中,“new”关键字用于在堆内存上创建对象,“new[]”用于在堆内存上创建对象数组。

 

在平时资料中,我们常看到:

new和delete,new[]和delete[]一定要配对使用!

 

也有人说:

有时候不配对使用也不会出现问题。

 

今天,我来给大家讲下:“new[]和delete[]为何要配对使用?”

首先,让我们来看下这段配对使用代码:

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class inner {
   public:
    inner() { cout << "Constructing" << endl; }
    ~inner() { cout << "Destructing" << endl; }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    inner *p = new inner();
    inner *pa = new inner[2];

    delete p;
    delete []pa;

    return 0;
}

程序输出:
Constructing
Constructing
Constructing
Destructing
Destructing
Destructing

因为new[]会创建一个数组,一个对象数组需要一定的空间大小,假设一个对象需要N字节大小,K个对象的数组就需要K*N个空间来构造对象数组,但是在delete[]时候,如何知道数组的长度呢?

 

所以new[]会在K*N个空间的基础上,头部多申请4个字节,用于存储数组长度,这样delete[]时候才知道对象数组的大小,才会相应调用K次析构函数,并且释放K*N+4大小的内存。

 

这是我们平时编程中经常配对使用的情况,如果不配对使用呢?

 

new[]与delete结对使用

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class inner {
   public:
    inner() { cout << "Constructing" << endl; }
    ~inner() { cout << "Destructing" << endl; }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    inner *p = new inner[2];
    delete p;
    return 0;
}

程序输出:
Constructing
Constructing
Destructing
munmap_chunk(): invalid pointer
Aborted (core dumped)

这里发现:程序挂掉了。

 

并且,只调用了一次析构函数,为什么呢?

 

因为我们使用了delete,delete不同于delete[],它认为这只是一个对象占用的空间,不是对象数组,不会访问前4个字节获取长度,所以只调用了一次析构函数。而且,最后释放内存的时候只释放了起始地址为A的内存。然而这不是这一整块内存的起始地址,整块内存的起始地址应该是A-4,释放内存如果不从内存起始地址操作就会出现断错误,所以导致程序挂掉。

 

new和delete[]结对使用

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class inner {
   public:
    inner() { cout << "Constructing" << endl; }
    ~inner() { cout << "Destructing" << endl; }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    inner *p = new inner();
    delete []p;
    return 0;
}
程序输出:
Constructing
Destructing
Destructing
Destructing
Destructing
Destructing
Destructing
...
Destructing
free(): invalid pointer
Aborted (core dumped)

这里调用了不定次数的析构函数,并且挂掉,是因为在new时候没有多申请4个字节存储长度,而delete[]时候还会向前找4个字节获取长度,这4个字节是未定义的,所以调用了不固定次数的析构函数,释放内存的时候也释放了起始地址为A-4的内存,而正常的起始地址应该是A,所以程序挂掉。

什么时候可以不配对使用?


我们再来看一段代码:

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int *pint = new int(5);
    delete[] pint;
    int *pinta = new int[4];
    delete pinta;
    cout << "success" << endl;
    return 0;
}
程序输出:
success

 

这段代码即使不配对使用也会正常运行,这是为什么呢,因为int是内置类型,new[]和delete[]在配合int使用时知道int是内置类型,不需要析构函数,所以也就不需要多4个字节来存放数组长度,只需要直接操作内存即可。

 

总结

  • 当类型为int, float等内置类型时,new、delete、new[]、delete[]不需要配对使用;
  • 当是自定义类型时,new、delete和new[]、delete[]才需要配对使用。
  • 当然,我们平时编程过程中,为了保证代码的可读性,以及养成良好的编程习惯,最好确保所有情况都配对使用。

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