C++的new和delete运算符具体是如何工作的-C++-PHP中文网

C++的new和delete运算符具体是如何工作的

P粉602998670

发布： 2025-09-02 10:39:01

原创

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new运算符先计算内存大小，调用operator new分配堆内存，再调用构造函数初始化对象；delete先调用析构函数清理资源，再调用operator delete释放内存。两者必须配对使用，且new对应delete，new[]对应delete[]。与malloc/free不同，new/delete具备类型安全、自动调用构造/析构函数、可重载等特性，推荐在C++中优先使用。自定义operator new/delete可用于内存池、调试或嵌入式场景，但需确保内存分配与释放匹配。动态内存适用于对象大小未知、生命周期超出作用域或需灵活管理大量对象的情况。为避免内存泄漏，应使用智能指针、养成良好习惯并借助工具检测。

c++的new和delete运算符具体是如何工作的

C++的

new

登录后复制

和

delete

登录后复制

运算符，说白了，就是用来动态分配和释放内存的。

new

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负责找一块地方给你用，

delete

登录后复制

负责把用完的地方还回去。但这背后的细节，其实挺有意思的。

解决方案

new

登录后复制

运算符干的事情，大致可以分为三步：

计算所需内存大小：这步编译器会自动搞定，根据你
```
new
```
登录后复制
的对象类型，算出需要多少字节。
分配内存：这才是
```
new
```
登录后复制
的核心。它会调用一个叫做
```
operator new
```
登录后复制
的函数，这个函数负责在堆（heap）上找到一块足够大的连续内存块。如果找不到，通常会抛出一个
```
std::bad_alloc
```
登录后复制
异常（当然，你也可以自定义
```
new
```
登录后复制
的行为，让它返回空指针）。
初始化对象：拿到内存后，
```
new
```
登录后复制
会调用对象的构造函数，在分配到的内存上“盖房子”，把对象真正地创建出来。

delete

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运算符则相反，它也分三步：

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

调用析构函数：先调用对象的析构函数，把对象“拆房子”，清理对象占用的资源。
释放内存：然后调用
```
operator delete
```
登录后复制
函数，把之前
```
new
```
登录后复制
分配的内存块还给堆，这样这块内存就可以被再次利用了。
安全处理：虽然不是必须，但好的习惯是将指针设置为
```
nullptr
```
登录后复制
，防止悬挂指针。

需要注意的是，

new

登录后复制

和

delete

登录后复制

必须配对使用，而且要对应正确的形式。比如，用

new

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分配的数组，要用

delete[]

登录后复制

释放，否则可能会导致内存泄漏或者程序崩溃。

new

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和

malloc

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有什么区别？

这是个经典问题。

malloc

登录后复制

是C语言的函数，而

new

登录后复制

是C++的运算符，它们在内存分配上都能实现类似的功能，但区别还是挺大的。

类型安全：
```
new
```
登录后复制
是类型安全的，它会返回一个指向正确类型的指针，并且在编译时进行类型检查。
```
malloc
```
登录后复制
返回的是
```
void*
```
登录后复制
，需要手动强制类型转换，容易出错。
构造/析构函数：
```
new
```
登录后复制
会自动调用对象的构造函数进行初始化，
```
delete
```
登录后复制
会自动调用析构函数进行清理。
```
malloc
```
登录后复制
和
```
free
```
登录后复制
则不会调用构造函数和析构函数，对于C++对象来说，这非常重要，因为很多资源清理工作需要在析构函数中完成。
重载：
```
new
```
登录后复制
和
```
delete
```
登录后复制
可以被重载，可以自定义内存分配的行为。
```
malloc
```
登录后复制
和
```
free
```
登录后复制
则不能被重载。
异常处理：
```
new
```
登录后复制
在分配失败时会抛出异常，而
```
malloc
```
登录后复制
返回
```
NULL
```
登录后复制
。

简单来说，C++中应该尽量使用

new

登录后复制

和

delete

登录后复制

，而不是

malloc

登录后复制

和

free

登录后复制

。

如何自定义

new

登录后复制

和

delete

登录后复制

？

C++允许你重载

operator new

登录后复制

和

operator delete

登录后复制

，这样你就可以自定义内存分配的行为。这在某些特殊场景下很有用，比如：

内存池：为了提高内存分配的效率，可以实现一个内存池，预先分配一块大的内存，然后从中分配小块的内存。
调试：可以重载
```
new
```
登录后复制
和
```
delete
```
登录后复制
来跟踪内存分配情况，检测内存泄漏。
嵌入式系统：在资源受限的嵌入式系统中，可能需要自定义内存分配策略。

自定义

new

登录后复制

和

delete

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的基本形式如下：

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void* operator new(size_t size) {
  // 分配内存的逻辑
  void* p = malloc(size);
  if (!p) throw std::bad_alloc();
  return p;
}

void operator delete(void* p) noexcept {
  // 释放内存的逻辑
  free(p);
}

void* operator new[](size_t size) { // for array
  // 分配内存的逻辑
  void* p = malloc(size);
  if (!p) throw std::bad_alloc();
  return p;
}

void operator delete[](void* p) noexcept { // for array
  // 释放内存的逻辑
  free(p);
}

登录后复制

需要注意的是，自定义

new

登录后复制

和

delete

登录后复制

时，要确保分配和释放的内存是匹配的，否则会导致严重的错误。

什么时候应该使用

new

登录后复制

和

delete

登录后复制

？

动态内存分配并非总是最佳选择。在以下情况下，考虑使用

new

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和

delete

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：

对象的大小在编译时未知：如果对象的大小需要在运行时才能确定，例如，根据用户的输入动态创建一个数组，那么就需要使用
```
new
```
登录后复制
来分配内存。
对象的生命周期超出作用域：如果对象的生命周期需要超出创建它的函数的作用域，例如，需要在函数中创建一个对象，并在函数返回后继续使用它，那么就需要使用
```
new
```
登录后复制
来分配内存。
需要管理大量对象：如果需要管理大量的对象，并且这些对象的生命周期各不相同，那么使用
```
new
```
登录后复制
和
```
delete
```
登录后复制
可以更灵活地控制内存的使用。

但也要注意，过度使用

new

登录后复制

和

delete

登录后复制

可能会导致内存泄漏和碎片化，增加程序的复杂性。在可能的情况下，尽量使用智能指针（如

std::unique_ptr

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和

std::shared_ptr

登录后复制

）来自动管理内存，避免手动

new

登录后复制

和

delete

登录后复制

。

内存泄漏了怎么办？

内存泄漏是指程序中分配的内存没有被及时释放，导致内存占用越来越高。这是C++程序中常见的问题，也是最难调试的问题之一。

常见的内存泄漏原因包括：

忘记
delete
登录后复制
：这是最常见的原因，分配了内存，但是忘记了释放。
异常安全问题：如果在
```
new
```
登录后复制
和
```
delete
```
登录后复制
之间抛出了异常，可能会导致
```
delete
```
登录后复制
没有被执行。
循环引用：在使用智能指针时，如果存在循环引用，可能会导致对象无法被释放。