使用 malloc/free 模拟 new/delete

Posted 2023-02-22

【中文标题】使用 malloc/free 模拟 new/delete

【英文标题】：Using malloc/free to simulate new/delete

【发布时间】：2013-10-21 21:30:06

【问题描述】：

我创建了一个示例类（仅用于学习目的），它不必使用构造函数初始化列表，因为我想使用new/delete 和malloc/free 获得相同的效果。除了不使用构造函数初始化列表之外，还有哪些其他约束？您是否认为以下代码以正确的方式模拟了新建/删除行为？

#include <iostream>
using namespace std;

class X

private:
        int* a;
public:
        X(int x)
        
             this->a = new int;
             *(this->a) = x;
        
        ~X()  delete this->a; 
        int getA()  return *(this->a); 
;

class Y

private:
        int* a;
public:
        void CTor(int x)
        
             this->a = new int;
             *(this->a) = x;
        
        void DTor()  delete this->a; 
        int getA() return *(this->a); 
;

void main()

     X *xP = new X(44);
     cout<<xP->getA()<<endl;
     delete xP;

     Y *yP = static_cast<Y*>(malloc(sizeof(Y)));
     yP->CTor(44);
     cout<<yP->getA()<<endl;
     yP->DTor();
     free(yP);

     system("pause");

不使用delete xP，程序结束时会自动调用析构函数，但不会释放空闲存储区（即xP的空闲存储区，a字段的空闲存储区将被释放）。使用delete xP 时，会调用析构函数，然后完全释放空闲存储。 如果我错了，请纠正我。

【问题讨论】：

如果你不调用delete，除非你手动调用，否则析构函数不会被调用。

...如果您不调用new，则不会调用构造函数。

...没什么好说的...

@Irbis：或者对于另一个对象中的对象，它们是直接成员（不是通过 new 创建的）。就像我在回答中使用std::string 的例子一样。

析构函数也可以在使用smart pointer时自动调用。

【参考方案1】：

您的问题的实际答案是您不正确，不调用delete xP 会导致内存泄漏。操作系统很可能会为您清理内存，但 C++ 运行时库并不保证会发生这种情况 - 这是操作系统通常提供的一项很好的服务 [而且它也非常方便，因为它允许我们编写不完美的代码并拥有像if (condition) cout << "Oh horror, condition is true, I can't continue" << endl; exit(2); 这样的代码，而不必担心当我们遇到严重错误时清理所有内容]。

然而，我的主要观点是，一旦您添加本身需要销毁的成员，这种东西就会变得非常混乱，例如

class X

  private:
    std::string str;
  ... 
;

没有简单的方法可以调用str 的析构函数。如果您决定使用异常和自动清理，情况会变得更糟。

【参考方案2】：

new 与 malloc 以及 delete 与 free 之间存在许多细微差别。我相信只有当类是 POD 类型时它们才是等价的。

我应该警告你永远不能随意混合这两种类型。 new 必须始终由 delete 平衡，而不是 free。同样，malloc 必须仅由free 平衡。将两者混合会导致未定义的行为。

【讨论】：

这里有一个关于 POD 类型的好链接：***.com/questions/146452/what-are-pod-types-in-c