delete时如何知道数组长度.docx
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delete时如何知道数组长度
在C++中，你也许经常使用new和delete来动态申请和释放内存，但你可曾想过以下问题呢？
∙new和delete是函数吗？
∙new[]和delete[]又是什么？
什么时候用它们？
∙你知道operatornew和operatordelete吗？
∙为什么new[]出来的数组有时可以用delete释放有时又不行？
∙…
如果你对这些问题都有疑问的话，不妨看看我这篇文章。
new和delete到底是什么？
如果找工作的同学看一些面试的书，我相信都会遇到这样的题：
sizeof不是函数，然后举出一堆的理由来证明sizeof不是函数。
在这里，和sizeof类似，new和delete也不是函数，它们都是C++定义的关键字，通过特定的语法可以组成表达式。
和sizeof不同的是，sizeof在编译时候就可以确定其返回值，new和delete背后的机制则比较复杂。
继续往下之前，请你想想你认为new应该要做些什么？
也许你第一反应是，new不就和C语言中的malloc函数一样嘛，就用来动态申请空间的。
你答对了一半，看看下面语句：
string*ps=newstring（"helloworld"）;
你就可以看出new和malloc还是有点不同的，malloc申请完空间之后不会对内存进行必要的初始化，而new可以。
所以 new expression 背后要做的事情不是你想象的那么简单。
在我用实例来解释new背后的机制之前，你需要知道 operatornew 和 operatordelete 是什么玩意。
operatornew和operatordelete
这两个其实是C++语言标准库的库函数，原型分别如下：
void*operatornew（size_t）;//allocateanobject
void*operatordelete（void*）;//freeanobject
void*operatornew[]（size_t）;//allocateanarray
void*operatordelete[]（void*）;//freeanarray
后面两个你可以先不看，后面再介绍。
前面两个均是C++标准库函数，你可能会觉得这是函数吗？
请不要怀疑，这就是函数！
C++Primer 一书上说这不是重载new和delete表达式（如 operator= 就是重载 = 操作符），因为new和delete是不允许重载的。
但我还没搞清楚为什么要用operatornew和operatordelete来命名，比较费解。
我们只要知道它们的意思就可以了，这两个函数和C语言中的malloc和free函数有点像了，都是用来申请和释放内存的，并且operatornew申请内存之后不对内存进行初始化，直接返回申请内存的指针。
我们可以直接在我们的程序中使用这几个函数。
new和delete背后机制
知道上面两个函数之后，我们用一个实例来解释new和delete背后的机制：
我们不用简单的C++内置类型来举例，使用复杂一点的类类型，定义一个类A：
classA
{
public:
A（intv）:
var（v）
{
fopen_s（&file,"test","r"）;
}
~A（）
{
fclose（file）;
}
private:
intvar;
FILE*file;
};
很简单，类A中有两个私有成员，有一个构造函数和一个析构函数，构造函数中初始化私有变量var以及打开一个文件，析构函数关闭打开的文件。
我们使用
classA*pA=newA（10）;
来创建一个类的对象，返回其指针pA。
如下图所示new背后完成的工作：
简单总结一下：
1.首先需要调用上面提到的operatornew标准库函数，传入的参数为classA的大小，这里为8个字节，至于为什么是8个字节，你可以看看《深入C++对象模型》一书，这里不做多解释。
这样函数返回的是分配内存的起始地址，这里假设是0x007da290。
2.上面分配的内存是未初始化的，也是未类型化的，第二步就在这一块原始的内存上对类对象进行初始化，调用的是相应的构造函数，这里是调用 A:
A（10）; 这个函数，从图中也可以看到对这块申请的内存进行了初始化，var=10,file指向打开的文件。
3.最后一步就是返回新分配并构造好的对象的指针，这里pA就指向0x007da290这块内存，pA的类型为类A对象的指针。
所有这三步，你都可以通过反汇编找到相应的汇编代码，在这里我就不列出了。
好了，那么delete都干了什么呢？
还是接着上面的例子，如果这时想释放掉申请的类的对象怎么办？
当然我们可以使用下面的语句来完成：
deletepA;
delete所做的事情如下图所示：
delete就做了两件事情：
1.调用pA指向对象的析构函数，对打开的文件进行关闭。
2.通过上面提到的标准库函数operatordelete来释放该对象的内存，传入函数的参数为pA的值，也就是0x007d290。
好了，解释完了new和delete背后所做的事情了，是不是觉得也很简单？
不就多了一个构造函数和析构函数的调用嘛。
如何申请和释放一个数组？
我们经常要用到动态分配一个数组，也许是这样的：
string*psa=newstring[10];//arrayof10emptystrings
int*pia=newint[10];//arrayof10uninitializedints
上面在申请一个数组时都用到了 new[] 这个表达式来完成，按照我们上面讲到的new和delete知识，第一个数组是string类型，分配了保存对象的内存空间之后，将调用string类型的默认构造函数依次初始化数组中每个元素；第二个是申请具有内置类型的数组，分配了存储10个int对象的内存空间，但并没有初始化。
如果我们想释放空间了，可以用下面两条语句：
delete[]psa;
delete[]pia;
都用到 delete[] 表达式，注意这地方的[]一般情况下不能漏掉！
我们也可以想象这两个语句分别干了什么：
第一个对10个string对象分别调用析构函数，然后再释放掉为对象分配的所有内存空间；第二个因为是内置类型不存在析构函数，直接释放为10个int型分配的所有内存空间。
这里对于第一种情况就有一个问题了：
我们如何知道psa指向对象的数组的大小？
怎么知道调用几次析构函数？
这个问题直接导致我们需要在new[]一个对象数组时，需要保存数组的维度，C++的做法是在分配数组空间时多分配了4个字节的大小，专门保存数组的大小，在delete[]时就可以取出这个保存的数，就知道了需要调用析构函数多少次了。
还是用图来说明比较清楚，我们定义了一个类A，但不具体描述类的内容，这个类中有显示的构造函数、析构函数等。
那么当我们调用
classA*pAa=newA[3];
时需要做的事情如下：
从这个图中我们可以看到申请时在数组对象的上面还多分配了4个字节用来保存数组的大小，但是最终返回的是对象数组的指针，而不是所有分配空间的起始地址。
这样的话，释放就很简单了：
delete[]pAa;
这里要注意的两点是：
∙调用析构函数的次数是从数组对象指针前面的4个字节中取出；
∙传入 operatordelete[] 函数的参数不是数组对象的指针pAa，而是pAa的值减4。
∙上述图片中红颜色的数字3即存储在四个字节中的数组长度。
为什么new/delete、new[]/delete[]要配对使用？
其实说了这么多，还没到我写这篇文章的最原始意图。
从上面解释的你应该懂了new/delete、new[]/delete[]的工作原理了，因为它们之间有差别，所以需要配对使用。
但偏偏问题不是这么简单，这也是我遇到的问题，如下这段代码：
int*pia=newint[10];
delete[]pia;
这肯定是没问题的，但如果把 delete[]pia; 换成 deletepia; 的话，会出问题吗？
这就涉及到上面一节没提到的问题了。
上面我提到了在 new[] 时多分配4个字节的缘由，因为析构时需要知道数组的大小，但如果不调用析构函数呢（如内置类型，这里的int数组）？
我们在 new[] 时就没必要多分配那4个字节，delete[]时直接到第二步释放为int数组分配的空间。
如果这里使用 deletepia;那么将会调用 operatordelete 函数，传入的参数是分配给数组的起始地址，所做的事情就是释放掉这块内存空间。
不存在问题的。
这里说的使用 new[] 用delete来释放对象的提前是：
对象的类型是内置类型或者是无自定义的析构函数的类类型！
我们看看如果是带有自定义析构函数的类类型，用 new[] 来创建类对象数组，而用delete来释放会发生什么？
用上面的例子来说明：
classA*pAa=newclassA[3];
deletepAa;
那么 deletepAa; 做了两件事：
∙调用一次pAa指向的对象的析构函数；
∙调用 operatordelete（pAa）; 释放内存。
显然，这里只对数组的第一个类对象调用了析构函数，后面的两个对象均没调用析构函数，如果类对象中申请了大量的内存需要在析构函数中释放，而你却在销毁数组对象时少调用了析构函数，这会造成内存泄漏。
上面的问题你如果说没关系的话，那么第二点就是致命的了！
直接释放pAa指向的内存空间，这个总是会造成严重的段错误，程序必然会奔溃！
因为分配的空间的起始地址是pAa指向的地方减去4个字节的地方。
你应该传入参数设为那个地址！
同理，你可以分析如果使用new来分配，用 delete[] 来释放会出现什么问题？
是不是总会导致程序错误？
总的来说，记住一点即可：
new/delete、new[]/delete[]要配套使用总是没错的！
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