C++内存管理

一、malloc/free和new/delete之间关系和差异
（1）操作对象有所不同：
malloc和free是C++/C语言的标准库函数，new/delete是C++运算符。 malloc/free无法满足动态开辟对象的空间的要求，因为对象在创建的同时要执行构造函数，对象消亡的时候会自动调用析构函数。
（2） 用法上也有所不同
malloc原型：void*malloc（size_t size）
用malloc申请一块长度为length的整数类型的内存：
int*p=(int*)malloc(sizeof(int)* length);

函数free的原型如下：
void free( void* memblock)
由于指针p的类型以及它所指的内存的容量都是知道的，所以free（p）能正确的释放内存，如果p是NULL指针，那么free多少次都不会出问题，如果不是NULL，free两次就会出导致程序运行错误。

new/delete的使用特点：

int*p1 = (int* )malloc(sizeof(int)* length);
int*p2 = new int[length];

new内置了sizeof、类型转换、类型安全检查功能。对于非内部数据类型的对象而言，new在创建动态队形的同事也完成了初始化工作。

区别与联系总结：
1.都是动态管理内存的入口；
2.malloc/fre是C/C++标准库函数，new/delete是C++操作符；
3.malloc/free只是动态分配/释放内存空间，而new/delete除了分配空间还会调用构造函数和析构函数初始化和清理；
4.malloc/free需要手动计算类型大小且返回值为void*，new/delete可计算类的大小并返回对应类型的指针。

二、剖析new/delete、new[]/delete[]到底做了些什么事情
标准库函数operator new和operator delete的命名容易让人误解，这些函数并没有重载new或delete表达式，我们不能定义new或delete的行为。

void*operator new(size_tsize);
void operator delete(size_tsize);
void*operator new[](size_tsize);
voidoperator delete[](size_tsize);

总结:
1.operator new/operator delete operator new[]/operator delete[]和malloc/free用法一样。
2.他们只负责分配空间/释放空间，不会调用对象构造函数/析构函数来初始化/清理对象。
3.实际operatornew和operatordelete只是malloc和free的一层封装。

new做了两件事
1.调用operator new分配空间。
2.调用构造函数初始化对象。

delete也做了两件事
1.调用析构函数清理对象
2.调用operator delete释放空间

new[N]
1.调用operator new分配空间。
2.调用N次构造函数分别初始化每个对象。

delete[]
1.调用N次析构函数清理对象。（思考这里怎么N是怎么来的？）
2.调用operator delete释放空间。

三、实现NEW_ARRAY/DELETE_ARRAY宏，模拟new[]/delete[]申请和释放数组。

“`

define NEW_ARRAY(PTR,TYPE,N)\

do{         \
  PTR = (TYPE*)operator new(sizeof(TYPE)*N+4);/*开辟空间*/ \
  (*(int*)TYPE) = N;                                      \
  PTR = (TYPE*)((char*)PTR+4);                            \
  for(size_t i = 0; i < N; i++)                           \
      new(PTR+i)TYPE;            /*进行初始化*/             \

}while(false);

define DELETE_ARRARY(PTR,TYPE) \

do{ \
size_t N = ((int)PTR) - 1 \
for (size_t i = 0; i < N; ++i) \
PTR[i].~TYPE() \
PTR = (TYPE*)((char*)PTR - 4) \
operator delete(PTR) \
} while (false)