new[]和delete[]为何要配对使用？

在C++中，我们都知道，new和delete及new[]和delete[]需要配对使用，

为什么一定要配对使用呢？

在C++中，“new”关键字用于在堆内存上创建对象，“new[]”用于在堆内存上创建对象数组。

在平时资料中，我们常看到：

new和delete，new[]和delete[]一定要配对使用！

也有人说：

有时候不配对使用也不会出现问题。

也许你也是只知其然，不知其所以然，然的喵大人有点懵了_(¦3」∠)_

今天，喵大人来给大家讲下：“new[]和delete[]为何要配对使用？”

首先，让我们来看下这段配对使用代码：

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class inner {
  public:
   inner() { cout << 'Constructing' << endl; }
   ~inner() { cout << 'Destructing' << endl; }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
   inner *p = new inner();
   inner *pa = new inner[2];

   delete p;
   delete []pa;

   return 0;
}

程序输出：
Constructing
Constructing
Constructing
Destructing
Destructing
Destructing

因为new[]会创建一个数组，一个对象数组需要一定的空间大小，假设一个对象需要N字节大小，K个对象的数组就需要K*N个空间来构造对象数组，但是在delete[]时候，如何知道数组的长度呢？

所以new[]会在K*N个空间的基础上，头部多申请4个字节，用于存储数组长度，这样delete[]时候才知道对象数组的大小，才会相应调用K次析构函数，并且释放K*N+4大小的内存。

这是我们平时编程中经常配对使用的情况，如果不配对使用呢？

new[]与delete结对使用

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class inner {
   public:
    inner() { cout << 'Constructing' << endl; }
    ~inner() { cout << 'Destructing' << endl; }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    inner *p = new inner[2];
    delete p;
    return 0;
}

程序输出：
Constructing
Constructing
Destructing
munmap_chunk(): invalid pointer
Aborted (core dumped)

这里发现：程序挂掉了。

并且，只调用了一次析构函数，为什么呢？

因为我们使用了delete，delete不同于delete[]，它认为这只是一个对象占用的空间，不是对象数组，不会访问前4个字节获取长度，所以只调用了一次析构函数。而且，最后释放内存的时候只释放了起始地址为A的内存。然而这不是这一整块内存的起始地址，整块内存的起始地址应该是A-4，释放内存如果不从内存起始地址操作就会出现断错误，所以导致程序挂掉。

关于内存知识可以看我以前的文章：深入浅出虚拟内存

new和delete[]结对使用

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class inner {
  public:
   inner() { cout << 'Constructing' << endl; }
   ~inner() { cout << 'Destructing' << endl; }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
   inner *p = new inner();
   delete []p;
   return 0;
}
程序输出：
Constructing
Destructing
Destructing
Destructing
Destructing
Destructing
Destructing
...
Destructing
free(): invalid pointer
Aborted (core dumped)

这里调用了不定次数的析构函数，并且挂掉，是因为在new时候没有多申请4个字节存储长度，而delete[]时候还会向前找4个字节获取长度，这4个字节是未定义的，所以调用了不固定次数的析构函数，释放内存的时候也释放了起始地址为A-4的内存，而正常的起始地址应该是A，所以程序挂掉。

什么时候可以不配对使用？

我们再来看一段代码：

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int *pint = new int(5);
    delete[] pint;
    int *pinta = new int[4];
    delete pinta;
    cout << 'success' << endl;
    return 0;
}
程序输出：
success

这段代码即使不配对使用也会正常运行，这是为什么呢，因为int是内置类型，new[]和delete[]在配合int使用时知道int是内置类型，不需要析构函数，所以也就不需要多4个字节来存放数组长度，只需要直接操作内存即可。

总结

当类型为int, float等内置类型时，new、delete、new[]、delete[]不需要配对使用；

当是自定义类型时，new、delete和new[]、delete[]才需要配对使用。

当然，我们平时编程过程中，为了保证代码的可读性，以及养成良好的编程习惯，最好确保所有情况都配对使用。

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