new和delete快被问麻了，必须整理一波儿底层原理！

被翻来覆去的new和delete折磨麻了！！！

今天含泪整理一波new和delete的底层原理，希望我们再也不会被这个问题给拦住了，一把拿下它！

我们在手捧那两本经典的《C++ primer plus》和《C++ primer》书籍的时候，书上清楚地写着我们在堆中申请和释放内存的时候需要使用new和delete,new [] 和 delete [] 并且必须要配对使用。但是我们只是知道要记住，但是大多都是只知其然，而不知其所以然，那么今天就来深入的讨论讨论，为什么要配对使用，我要是不配对是使用的话会怎么样。

new和delete到底做了什么

我们先来看一个经典的图：

从图中我们可以清楚的看到：

一个C++应用程序在堆中分配内存的过程一共有三种方式：

1. 应用程序—>C++标准库—>new、delete相关—>malloc和free—>HeapAlloc、VirtualAlloc（操作系统底层API）
2. 应用程序—>new、delete相关—>malloc和free—>HeapAlloc、VirtualAlloc（操作系统底层API）
3. 应用程序—>malloc和free—>HeapAlloc、VirtualAlloc（操作系统底层API）
4. 应用程序—>HeapAlloc、VirtualAlloc（操作系统底层API）

我们可以看到以下几点：

• 操作系统的API是我们开发应用程序绕不过去的，但是直接调用操作 系统API也不是我们大多数情况需要的，因为我们更多的时候需要写出多平台的代码，而不是针对某一个操作系统来写
• 尽管我们调用new和delete，但是其本质还是调用的C语言库中使用的malloc和free两个函数（这是我们一会儿要着重关注和研究的）

一个对象的“出生入死”

Object* obj = new Object; //出生
··· ···
delete obj    //消灭

这个是我们new 一个对象然后调用delete来删除这个对象，那么其本质是什么嘞

我们new的操作在编译器眼中大致是什么样子：

Object* obj;
try{
    void* mem = operator new( sizeof(Object) ); //分配内存
    obj = static_cast(mem);        //指针转换
    obj->Objcect::Object();                //原地构造
}
catch( std::bad_alloc ){
    //失败就不执行构造
}

operator new 本质上是分配内存，调用的是malloc函数，具体我就不详细写出来啦，感兴趣的可以在评论区一起进行交流。

我们delete的操作在编译器眼中大致是什么样子：

pc->~Object();        //先析构
operator delete(obj);    //释放内存

operator delete本质上是释放内存，调用的是free函数，具体我也就不详细写出来啦。

再来看看new []和delete []

Object* obj = new Object[3];    //三次构造
··· ···
delete[] obj;    //三次析构

可以从上面看出来，根据知识迁移可知，当我们申请的是一个对象数组的时候，也同样会经历这个过程，有几个对象就会调用几次构造函数，有几个对象就会调用几次析构函数。

我们申请的内存数组会在数组的头部存储一些相关的信息，具体的大小和编译器的实现有关。但是都会记录这个数组的个数。因此，我们构造次数==析构次数

思考归纳

那么传说中的，如果我们不进行delete [] 来释放内存的话，为什么会出现内存泄漏呢？

其实本质上来说不是这样的，就算我们使用 delete 和 new [] 搭配起来，也不会在这里发生内存泄漏，因为数据头中标记了个数，所以一定会把这块儿内存free 掉的。

那内存泄漏是指的什么？

其实这样会导致这三个对象的析构函数只调用一次，也就是最上面的那个析构函数，其他的两个的析构函数不会被调用，所以现在明白了吧，内存泄漏指的是在这个对象中申请的内存，由于没有调用析构函数，导致那块儿内存不会被释放所以泄漏了内存。

如果我们new的不是对象而是内置类型，或者说对象中并不含有 指向其他堆内存的指针，那么理论上来说就算不使用delete也不会造成内存泄漏，但是我们平时还是要遵守，这是一个好的习惯，搭配起来的话就不会出现各种各样奇怪的问题了。

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