• 【校招面试 之 C/C++】第16题 C++ new和delete的实现原理


      

    1、new

    new操作针对数据类型的处理,分为两种情况:
    (1)简单数据类型(包括基本数据类型和不需要构造函数的类型)
    代码实例:
    int* p = new int;
    

    汇编码如下:

    int* p = new int;
    00E54C44  push        4  
    00E54C46  call        operator new (0E51384h)  
    00E54C4B  add         esp,4  
    

    分析:传入4byte的参数后调用operator new。其源码如下:

    void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
            {       // try to allocate size bytes
            void *p;
            while ((p = malloc(size)) == 0)
                    if (_callnewh(size) == 0)
                    {       // report no memory
                            _THROW_NCEE(_XSTD bad_alloc, );
                    }
     
            return (p);
            }
    
    分析:调用malloc失败后会调用_callnewh。如果_callnewh返回0则抛出bac_alloc异常,返回非零则继续分配内存。
    这个_callnewh是什么呢?它是一个new handler,通俗来讲就是new失败的时候调用的回调函数。可以通过_set_new_handler来设置。下面举个实例:
    #include <stdio.h>
    #include <new.h>
    int MyNewHandler(size_t size)
    {
    	printf("Allocation failed.Try again");
    	return 1;		//continue to allocate
    	//return 0;		//stop allocating,throw bad_alloc
    }
    void main()
    {
    	// Set the failure handler for new to be MyNewHandler.
    	_set_new_handler(MyNewHandler);
     
    	while (1)
    	{
    		int* p = new int[10000000];
    	}
    }
    

    在new基本数据类型的时候还可以指定初始化值,比如:

    int* p = new int(4);
    

    总结:

    • 简单类型直接调用operator new分配内存;
    • 可以通过new_handler来处理new失败的情况;
    • new分配失败的时候不像malloc那样返回NULL,它直接抛出异常。要判断是否分配成功应该用异常捕获的机制;

    (2)复杂数据类型(需要由构造函数初始化对象)

    代码实例:

    class Object
    {
    public:
    	Object()
    	{
    		_val = 1;
    	}
     
    	~Object()
    	{
    	}
    private:
    	int _val;
    };
     
    void main()
    {
    	Object* p = new Object();
    }
    

    汇编码如下:

    Object* p = new Object();
    00AD7EDD  push        4  
    00AD7EDF  call        operator new (0AD1384h)  
    00AD7EE4  add         esp,4  
    00AD7EE7  mov         dword ptr [ebp-0E0h],eax  
    00AD7EED  mov         dword ptr [ebp-4],0  
    00AD7EF4  cmp         dword ptr [ebp-0E0h],0  
    00AD7EFB  je          main+70h (0AD7F10h)  
    00AD7EFD  mov         ecx,dword ptr [ebp-0E0h]  
    00AD7F03  call        Object::Object (0AD1433h)        //在new的地址上调用构造函数
    00AD7F08  mov         dword ptr [ebp-0F4h],eax  
    00AD7F0E  jmp         main+7Ah (0AD7F1Ah)  
    00AD7F10  mov         dword ptr [ebp-0F4h],0  
    00AD7F1A  mov         eax,dword ptr [ebp-0F4h]  
    00AD7F20  mov         dword ptr [ebp-0ECh],eax  
    00AD7F26  mov         dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh  
    00AD7F2D  mov         ecx,dword ptr [ebp-0ECh]  
    00AD7F33  mov         dword ptr [p],ecx  
    总结:
    new 复杂数据类型的时候先调用operator new,然后在分配的内存上调用构造函数。

    2、delete

    delete也分为两种情况:
    (1)简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)。
    int *p = new int(1);
    delete p;
    

    delete的汇编码如下:

    delete p;
    00275314  mov         eax,dword ptr [p]  
    00275317  mov         dword ptr [ebp-0D4h],eax  
    0027531D  mov         ecx,dword ptr [ebp-0D4h]  
    00275323  push        ecx  
    00275324  call        operator delete (0271127h) 
    

    分析:传入参数p之后调用operator delete,其源码如下:

    void operator delete( void * p )
    {
        RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (p, 0));
     
        free( p );
    }
    
    RTCCALLBACK默认是空的宏定义,所以这个函数默认情况下就是简单的调用free函数。
    总结:
    delete简单数据类型默认只是调用free函数。
     
    (2)复杂数据类型(需要由析构函数销毁对象)
    代码实例:
    class Object
    {
    public:
    	Object()
    	{
    		_val = 1;
    	}
     
    	~Object()
    	{
    		cout << "destroy object" << endl;
    	}
    private:
    	int _val;
    };
     
    void main()
    {
    	Object* p = new Object;
    	delete p;
    }
    

    部分汇编码如下:

    012241F0  mov         dword ptr [this],ecx  
    012241F3  mov         ecx,dword ptr [this]  
    012241F6  call        Object::~Object (0122111Dh)                          //先调用析构函数
    012241FB  mov         eax,dword ptr [ebp+8]  
    012241FE  and         eax,1  
    01224201  je          Object::`scalar deleting destructor'+3Fh (0122420Fh)  
    01224203  mov         eax,dword ptr [this]  
    01224206  push        eax  
    01224207  call        operator delete (01221145h)  
    0122420C  add         esp,4 
    

    总结:

    delete复杂数据类型先调用析构函数再调用operator delete。
     
    3、new 数组
    new[]也分为两种情况:
    (1)简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)。
    new[] 调用的是operator new[],计算出数组总大小之后调用operator new。
    值得一提的是,可以通过()初始化数组为零值,实例:
    char* p = new char[32]();
    

    等同于:

    char *p = new char[32];
    memset(p, 32, 0);
    
    总结:
    针对简单类型,new[]计算好大小后调用operator new。
     
    (2)复杂数据类型(需要由析构函数销毁对象)
    实例:
    class Object
    {
    public:
    	Object()
    	{
    		_val = 1;
    	}
     
    	~Object()
    	{
    		cout << "destroy object" << endl;
    	}
    private:
    	int _val;
    };
     
    void main()
    {
    	Object* p = new Object[3];
    }
    
    new[]先调用operator new[]分配内存,然后在p的前四个字节写入数组大小,最后调用三次构造函数。
    实际分配的内存块如下:
    这里为什么要写入数组大小呢?因为对象析构时不得不用这个值,举个例子:
    class Object
    {
    public:
    	Object()
    	{
    		_val = 1;
    	}
     
    	virtual ~Object()
    	{
    		cout << "destroy Object" << endl;
    	}
    private:
    	int _val;
    };
     
    class MyObject : public Object
    {
    public:
    	~MyObject()
    	{
    		cout << "destroy MyObject" << endl;
    	}
    private:
    	int _foo;
    };
     
    void main()
    {
    	Object* p = new MyObject[3];
    	delete[] p;
    }
    释放内存之前会调用每个对象的析构函数。但是编译器并不知道p实际所指对象的大小。如果没有储存数组大小,编译器如何知道该把p所指的内存分为几次来调用析构函数呢?
    总结:
    针对复杂类型,new[]会额外存储数组大小。
     
    4、delete 数组
    delete[]也分为两种情况:
    (1)简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)。
    delete和delete[]效果一样
    比如下面的代码:
    int* pint = new int[32];
    delete pint;
     
    char* pch = new char[32];
    delete pch;
    
    运行后不会有什么问题,内存也能完成的被释放。看下汇编码就知道operator delete[]就是简单的调用operator delete。
    总结:
    针对简单类型,delete和delete[]等同。
    (2)复杂数据类型(需要由析构函数销毁对象)
    释放内存之前会先调用每个对象的析构函数。
    new[]分配的内存只能由delete[]释放。如果由delete释放会崩溃,为什么会崩溃呢?
    假设指针p指向new[]分配的内存。因为要4字节存储数组大小,实际分配的内存地址为[p-4],系统记录的也是这个地址。delete[]实际释放的就是p-4指向的内存。而delete会直接释放p指向的内存,这个内存根本没有被系统记录,所以会崩溃(delete指针还是delete指针指向的内存空间)。
    总结:
    针对复杂类型,new[]出来的内存只能由delete[]释放。
     
    【总结】:
     1、new 
    new操作针对数据类型的处理,分为两种情况:
    (1) 简单数据类型(包括基本数据类型和不需要构造函数的类型)
    • 简单类型直接调用operator new分配内存;
    • 可以通过new_handler来处理new失败的情况;
    • new分配失败的时候不像malloc那样返回NULL,它直接抛出异常。要判断是否分配成功应该用异常捕获的机制;
    (2)复杂数据类型(需要由构造函数初始化对象)
        new 复杂数据类型的时候先调用operator new,然后在分配的内存上调用构造函数。
     
    2、delete 
    delete也分为两种情况:
    (1) 简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)
        delete简单数据类型默认只是调用free函数。
    (2)复杂数据类型(需要由析构函数销毁对象)
        delete复杂数据类型先调用析构函数再调用operator delete。
     
    3、new 数组
    new[]也分为两种情况:
    (1) 简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)
      针对简单类型,new[]计算好大小后调用operator new。
    (2)复杂数据类型(需要由析构函数销毁对象)
      针对复杂类型,new[]会额外存储数组大小。
     
    4、delete 数组
    delete[]也分为两种情况:
    (1) 简单数据类型(包括基本数据类型和不需要析构函数的类型)
      针对简单类型,delete和delete[]等同。
    (2)复杂数据类型(需要由析构函数销毁对象)
      针对复杂类型,new[]出来的内存只能由delete[]释放。
     
     转自:https://blog.csdn.net/passion_wu128/article/details/38966581  做略微修改
  • 相关阅读:
    selenium修改浏览器配置
    用selenium+浏览器的performance log
    UI自动化录制工具
    Lftp+Sftp传输总结
    lftp使用简要说明
    MySQL 官方出品,比 mydumper 更快的多线程逻辑备份工具MySQL Shell Dump & Load
    XtraBackup 搭建从库的一般步骤及 XtraBackup 8.0 的注意事项
    lamba: lamba变量申明
    ubuntu 增加 用户
    Java云原生Micronaut Quarkus SpringNative
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xuelisheng/p/9339957.html
Copyright © 2020-2023  润新知