【C++学习笔记】C++ 使用new与delete时，你注意到这3个地方了吗？

新进小设计 2021-06-14

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C++的动态内存管理是通过new和delete两个操作来完成的，即用new来申请空间，用delete来释放空间。在使用new和delete时，注意以下原则。

1.new与delete需一一对应

用new操作申请空间，如果申请成功，必须在以后的某个时刻用delete释放该空间，既不能忘记释放，也不能多次释放。前者会引起内存泄露，后者会引起运行时错误。如下面的程序。

#include <iostream>
usingnamespacestd;
intmain()
{
    int*p;
    p=newint(3);
    if(p)
    {
        deletep;
    }
    deletep;
    return0;
}

以上程序对指针p所指向的空间进行两次释放，这种内存错误对C++程序危害极大，也是很多人对C++忘而却步的原因。多次释放同一块内存空间，并不一定立即引起程序运行错误，也不一定会导致程序运行的崩溃，这跟具体的编译器实现有关。但是，多次释放同一块内存空间绝对是一个编程错误，这个编程错误可能会在其后的某个时刻导致其他的逻辑错误的发生，从而给程序的调试和纠错带来困难。考察如下程序。

#include <iostream>
usingnamespacestd;
intmain()
{
    int*p,*q,*one;
    one=newint;
    if(one)
    {
        cout<<one<<endl;
    }
    deleteone;
    p=newint(3);
    if(p)
    {
        cout<<p<<endl;
    }
    deleteone;//假设这句语句是程序员不小心加上的
    q=newint(5);
    if(q)
    {
        cout<<q<<endl;
    }
    cout<<(*p)+(*q)<<endl;
    deletep;
    deleteq;
}

程序通过编译，运行结果如下：

003289A0
003289A0
003289A0
10

程序运行过程中会产生中断。从程序的输出可以看出，在将指针one所指向的空间释放后，为指针p申请的空间就是原来one所指向的空间。由于不小心在为p分配空间之后再次使用了delete one，导致q申请到的空间就是原来p所申请的空间，这样赋给*q的值就改写了原来p所指向的单元的值，导致最后输出结果为10。由此可知，多次释放同一块内存空间，即使不导致程序运行中断，也会破坏环境，使指针与所对应的空间的隶属关系出现混乱，从而导致逻辑错误。在大型程序设计中，这种逻辑错误的查找会变得十分费时费力。

**注意：**当指针p的值为NULL时，多次使用delete p并不会带来麻烦，因为释放空指针的空间实际上不会导致任何操作。所以，将“不用”的指针设置为NULL是一个好的编程习惯。

2.new[]与delete[]需一一对应

在申请对象数组时，需要使用new[]运算符，与之对应，释放对象数组时，需要使用delete[]运算符。这一点与C语言有所区别，C中无论申请单个还是多个对象，均使用malloc()/free()函数。首先看一下delete与delete[]运算符的区别。

classTest
{
public:
Test() { cout<<"ctor"<<endl; }
~Test() { cout << "dtor"<< endl; }
};
//segment1
Test* pArray1 = newTest[3];
deletepArray1;
//segment2
Test* pArray2 = newTest[3];
delete[] pArray2;

其中代码片段segment1运行结果如下：

ctor
ctor
ctor
dtor

segment2运行结果如下：

ctor
ctor
ctor
dtor
dtor
dtor

可以看出，delete与delete[]区别在于释放对象数组时，delete只调用了一次析构函数，delete[]调用了三次析构函数，完成了对象数组的释放。实际上，在使用new和new[]申请内存空间时，会申请一段额外的内存来保存用户申请的内存空间大小，元素个数等信息。当使用delete[]释放内存空间时，会逐个调用对象的析构函数并完成最终的内存空间的释放。使用delete释放对象数组时，则只会调用单个对象的析构函数，造成内存泄漏。符号[]告诉编译器，在delete一块内存时，先去获取内存保存的元素个数，然后一一清理。所以使用delete释放new[]申请的内存空间和使用delete[]释放new申请的内存空间都错误的做法。

具体使用时，需要注意以下两点：

（1）对于内置数据类型，因为没有构造和析构函数，所以使用delete和delete[]的效果是一样的。比如：

int* pDArr=newint[3];
//processing code
deletepDArr; //等同于delete[] pDArr

对于内置数据类型，虽然可以使用delete完成对象数组内存空间的释放，但是为了保证代码的可读性，建议使用delete[]来完成。所以，new[]与delete[]使用时应一一对应。

（2）对于经常使用typedef的程序员来说，很容易new[]与delete的混用，例如有如下操作：

typedefintHeight[NUM]；
int* pHeight=newHeight;

这个情况应该使用delete还是delete[]呢？答案如下：

deletepHeight; //wrong，但容易错误地使用delete
delete[] pHeight; //right

为了避免出现上面的错误，建议不要对数组使用typedef，或者采用STL中的vector代替数组。

3.构造函数中的new/new[]与析构函数的中delete/delete[]需一一对应

当类的成员中有指针变量时，在构造函数中用new申请空间并且在析构函数中用delete释放空间是一种“标准的”、安全的做法。例如下面的程序。

#include <iostream>
usingnamespacestd;
classStudent
{
    char* name;
public:
    Student()
    {
        cout<<"Default constructor"<<endl;
    }
    Student(char*);
    ~Student();
};
Student::Student(char*s)
{
    //Student();//此句运行时报错，构造函数不能调用其他构造函数
    cout<<"In constructor,allocating space"<<endl;
    name=newchar[strlen(s)+1];
    strcpy(name,s);
    cout<<"name:"<<name<<endl;
}
Student::~Student()
{
    cout<<"In destructor, free space"<<endl;
    deletename;
}
intmain()
{
    Student s1("张三");
}