C關(guān)鍵字new學(xué)習(xí)

1、C+關(guān)鍵字new學(xué)習(xí)很多新手對(duì)C+關(guān)鍵字new可能不是很了解吧，今天我一起來學(xué)習(xí)一下?！皀ew是C+的一個(gè)關(guān)鍵字，同時(shí)也是操作符。關(guān)于new的話題非常多，因?yàn)樗_實(shí)比較復(fù)雜，也非常神秘，下面我將把我了解到的與new有關(guān)的內(nèi)容做一個(gè)總結(jié)。new的過程classAinti;public:A(int_i):i(_i*_i)voidSay()printf(i=%dn,i);/調(diào)用new：A*pa=newA(3);A*pa=(A*)malloc(sizeof(A);pa-A:A(3);returnpa;到目前為止，本文所提到的new都是指的“newoperator或稱為newexpression,但事實(shí)

2、上在C+中一提到new，至少可能代表以下三種含義：newoperator、operatornew、placementnew。newoperator的第一步分配內(nèi)存實(shí)際上是通過調(diào)用operatornew來完成的，這里的new實(shí)際上是像加減乘除一樣的操作符，因此也是可以重載的。operatornew默認(rèn)情況下首先調(diào)用分配內(nèi)存的代碼，嘗試得到一段堆上的空間，如果成功就返回，如果失敗，則轉(zhuǎn)而去調(diào)用一個(gè)new_hander，然后繼續(xù)重復(fù)前面過程。如果我們對(duì)這個(gè)過程不滿意，就可以重載operatornew，來設(shè)置我們希望的行為。例如：這里通過:operatornew調(diào)用了原有的全局的new，實(shí)現(xiàn)了在分配內(nèi)

3、存之前輸出一句的。全局的operatornew也是可以重載的，但這樣一來就不能再遞歸的使用new來分配內(nèi)存，而只能使用malloc了：相應(yīng)的，delete也有deleteoperator和operatordelete之分，后者也是可以重載的。并且，如果重載了operatornew,就應(yīng)該也相應(yīng)的重載operatordelete,這是良好的編程習(xí)慣。#includevoidmain()charssizeof(A);A*p=(A*)s;new(p)A(3);/p-A:A(3);p-Say();p-A();正如前面所說，operatornew的默認(rèn)行為是請(qǐng)求分配內(nèi)存，如果成功則返回此內(nèi)存地址，如果失

4、敗則調(diào)用一個(gè)new_handler，然后再重復(fù)此過程。于是，想要從operatornew的執(zhí)行過程中返回，則必然需要滿足下列條件之一：分配內(nèi)存成功new_handler中拋出bad_alloc異常new_handler中調(diào)用exit()或類似的函數(shù)，使程序結(jié)束void*operatornew(size_tsize)void*p=nullwhile(!(p=malloc(size)if(null=new_handler)throwbad_alloc();trynew_handler();catch(bad_alloce)throwe;catch()returnp;voidMyNewHandler

5、()printf(“Newhandlercalled!n”);throwstd:bad_alloc();std:set_new_handler(MyNewHandler);在編程時(shí)我們應(yīng)該注意到對(duì)new的調(diào)用是有可能有異常被拋出的，因此在new的代碼周圍應(yīng)該注意保持其事務(wù)性，即不能因?yàn)檎{(diào)用new失敗拋出異常來導(dǎo)致不正確的程序邏輯或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。例如：靜態(tài)變量count用于記錄此類型生成的實(shí)例的個(gè)數(shù)，在上述代碼中，如果因new分配內(nèi)存失敗而拋出異常，那么其實(shí)例個(gè)數(shù)并沒有增加，但count變量的值卻已經(jīng)多了一個(gè)，從而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被破壞。正確的寫法是：這樣一來，如果new失敗則直接拋出異常，count

6、的值不會(huì)增加。類似的，在處理線程同步時(shí)，也要注意類似的問題：此時(shí)，如果new失敗，unlock將不會(huì)被執(zhí)行，于是不僅造成了一個(gè)指向不正確地址的指針p的存在，還將導(dǎo)致someMutex永遠(yuǎn)不會(huì)被解鎖。這種情況是要注意避免的。(參考：C+箴言：爭取異常安全的代碼)STL的內(nèi)存分配與traits技巧為了實(shí)現(xiàn)這種方式，STL使用了placementnew,通過在自己管理的內(nèi)存空間上使用placementnew來構(gòu)造對(duì)象，以達(dá)到原有newoperator所具有的功能。此函數(shù)接收一個(gè)已構(gòu)造的對(duì)象，通過拷貝構(gòu)造的方式在給定的內(nèi)存地址p上構(gòu)造一個(gè)新對(duì)象，代碼中后半截T1(value)便是placementne

7、w語法中調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的寫法，如果傳入的對(duì)象value正是所要求的類型T1,那么這里就相當(dāng)于調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。類似的，因使用了placementnew,編譯器不會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的代碼，需要手工的實(shí)現(xiàn)：與此同時(shí)，STL中還有一個(gè)接收兩個(gè)迭代器的destory版本，可將某容器上指定范圍內(nèi)的對(duì)象全部銷毀。典型的實(shí)現(xiàn)方式就是通過一個(gè)循環(huán)來對(duì)此范圍內(nèi)的對(duì)象逐一調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。如果所傳入的對(duì)象是非簡單類型，這樣做是必要的，但如果傳入的是簡單類型，或者根本沒有必要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的自定義類型(例如只包含數(shù)個(gè)int成員的結(jié)構(gòu)體)，那么再逐一調(diào)用析構(gòu)函數(shù)是沒有必要的，也浪費(fèi)了時(shí)間。為此，STL使用了一種稱為“ty

8、petraits的技巧，在編譯器就判斷出所傳入的類型是否需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)：其中value_type()用于取出迭代器所指向的對(duì)象的類型信息，于是：因上述函數(shù)全都是inline的，所以多層的函數(shù)調(diào)用并不會(huì)對(duì)性能造成影響，最終編譯的結(jié)果根據(jù)具體的類型就只是一個(gè)for循環(huán)或者什么都沒有。這里的關(guān)鍵在于_type_traits這個(gè)模板類上，它卞據(jù)不同的T類型定義出不同的has_trivial_destructor的結(jié)果，如果T是簡單類型，就定義為_true_type類型，否則就定義為_false_type類型。其中_true_type、_false_type只不過是兩個(gè)沒有任何內(nèi)容的類，對(duì)程序的執(zhí)行結(jié)

9、果沒有什么意義，但在編譯器看來它對(duì)模板如何特化就具有非常重要的指導(dǎo)意義了，正如上面代碼所示的那樣。_type_traits也是特化了的一系列模板類：如果要把一個(gè)自定義的類型MyClass也定義為不調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，只需要相應(yīng)的定義_type_traits的一個(gè)特化版本即可：Page模板是比較高級(jí)的C+編程技巧，模板特化、模板偏特化就更是技巧性很強(qiáng)的東西，STL中的type_traits充分借助模板特化的功能，實(shí)現(xiàn)了在程序編譯期通過編譯器來決定為每一處調(diào)用使用哪個(gè)特化版本，于是在不增加編程復(fù)雜性的前提下大大提高了程序的運(yùn)行效率。更詳細(xì)的內(nèi)容可參考STL源碼剖析第二、三章中的相關(guān)內(nèi)容。帶有“的”new

10、和deletechar*s=newchar100;deletes;deletes;MyClass*p=newMyClass10;當(dāng)這樣構(gòu)造成功后，我們可以再將其釋放，釋放時(shí)使用delete：當(dāng)我們對(duì)動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組調(diào)用delete時(shí)，其行為根據(jù)所申請(qǐng)的變量類型會(huì)有所不同。如果p指向簡單類型，如int、char等，其結(jié)果只不過是這塊內(nèi)存被回收，此時(shí)使用delete口與delete沒有區(qū)別，但如果p指向的是復(fù)雜類型，delete會(huì)針對(duì)動(dòng)態(tài)分配得到的每個(gè)對(duì)象調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，然后再釋放內(nèi)存。因此，如果我們對(duì)上述分配得到的p指針直接使用delete來回收，雖然編譯期不報(bào)什么錯(cuò)誤(因?yàn)榫幾g器根本看不出來這個(gè)指

11、針p是如何分配的)，但在運(yùn)行時(shí)(DEBUG情況下)會(huì)給出一個(gè)Debugassertionfailed提示。classMyClassinta;public:MyClass()printf(ctorn);MyClass()printf(dtorn);void*operatornew(size_tsize)void*p=operatornew(size);printf(callingnewwithsize=%daddress=%pn,size,p);returnp;/主函數(shù)MyClass*mc=newMyClass3;printf(addressofmc=%pn,mc);deletemc;calli

12、ngnewwithsize=003A5A58ctoraddressofmc=dtordtortemplateT*New(intcount)intsize=sizeof(T)*count+4;void*p=T:operatornew(size);*(int*)p=count;T*pt=(T*)(int)p+4);for(inti=0;icount;i+)new(&pti)T();returnpt;templatevoidDelete(T*pt)intcount=(int*)pt)-1;for(inti=0;icount;i+)pti.T();void*p=(void*)(int)pt-4);T:

13、operatordelete(p);把前面類MyClass的代碼稍做修改注釋掉析構(gòu)函數(shù)，然后再來看看程序的輸出：ctorctor這一次，new老老實(shí)實(shí)的申請(qǐng)了12個(gè)字節(jié)的內(nèi)存，并且申請(qǐng)的結(jié)果與newoperator返回的結(jié)果也是相同的，看來，是否在前面添加4個(gè)字節(jié)，只取決于這個(gè)類有沒有析構(gòu)函數(shù)，當(dāng)然，這么說并不確切，正確的說法是這個(gè)類是否需要調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，因?yàn)槿缦聝煞N情況下雖然這個(gè)類沒聲明析構(gòu)函數(shù)，但還是多申請(qǐng)了4個(gè)字節(jié)：一是這個(gè)類中擁有需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的成員，二是這個(gè)類繼承自需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的類。于是，我們可以遞歸的定義“需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的類”為以下三種情況之一：2擁有需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的類的

14、成員的類似的，動(dòng)態(tài)申請(qǐng)簡單類型的數(shù)組時(shí)，也不會(huì)多申請(qǐng)4個(gè)字節(jié)。于是在這兩種情況下，釋放內(nèi)存時(shí)使用delete或delete都可以，但為養(yǎng)成良好的習(xí)慣，我們還是應(yīng)該注意只要是動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組，釋放時(shí)就使用delete。釋放內(nèi)存時(shí)如何知道長度p=s;alloc0bytes,address=003A36F0distance=3815152alloc8bytes,address=003A3710distance=16alloc16bytes,address=003A3738distance=24alloc24bytes,address=003A84E0distance=32alloc32bytes,address=003A8528distance=40每一次分配的字節(jié)數(shù)都比上一次多4,distance值記錄著與上一次分配的差值，第一個(gè)差值沒有實(shí)際意義，中間有一個(gè)較大的差值，可能是這塊內(nèi)存已經(jīng)被分配了，于是也忽略它。結(jié)果中最小的差值為16字節(jié)，直到我們申請(qǐng)16字節(jié)時(shí)，這個(gè)差值變成了24，后面也有類似的規(guī)律，那么我們可以認(rèn)為申請(qǐng)所得的內(nèi)存結(jié)構(gòu)是如下這樣的：圖中右邊為每次分配所