1.Big Three

當(dāng)我們定義一個(gè)類(lèi)以后有，如果沒(méi)實(shí)現(xiàn)這拷貝構(gòu)造函數(shù)、拷貝復(fù)制函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，編譯器會(huì)自動(dòng)為我們生成這3個(gè)函數(shù)。但是，編譯器自動(dòng)生成的這拷貝構(gòu)造函數(shù)和拷貝復(fù)制函數(shù)只進(jìn)行簡(jiǎn)單的內(nèi)存復(fù)制。如果我們定義的類(lèi)的數(shù)據(jù)成員包括指針的話，使用編譯器自動(dòng)生成的這套函數(shù)就會(huì)有問(wèn)題（復(fù)制和拷貝的對(duì)象實(shí)際都指向同一個(gè)地方，這并不是我們想要的），因此如果類(lèi)中包含帶指針的數(shù)據(jù)成員則一定要實(shí)現(xiàn)這三個(gè)函數(shù)。

1.1拷貝構(gòu)造函數(shù)(copy ctor)

如果一個(gè)構(gòu)造函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是自身類(lèi)類(lèi)型的引用，且任何額外的參數(shù)都有默認(rèn)值，則此構(gòu)造函數(shù)是拷貝構(gòu)造函數(shù)。拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用的情況包括：

• a)使用=定義變量，如果A b; A a = b;
• b)將一個(gè)對(duì)象作為實(shí)參傳遞給非引用類(lèi)型的形參；
• c)從一個(gè)返回類(lèi)型為非引用的類(lèi)型的函數(shù)返回一個(gè)對(duì)象
• d)用花括號(hào)初始化一個(gè)數(shù)組的成員或者聚合類(lèi)的成員

1.2拷貝賦值函數(shù)(copy op=)

拷貝賦值函數(shù)，其實(shí)就是對(duì)賦值操作符(=)進(jìn)行重載。一般，拷貝賦值函數(shù)接受自身類(lèi)類(lèi)型的引用作為參數(shù)并返回自身類(lèi)類(lèi)型的引用。如：A& operator=(const A& rhs);

1.3析構(gòu)函數(shù)(dtor)

析構(gòu)函數(shù)，釋放對(duì)象使用的資源，并銷(xiāo)毀對(duì)象的非static數(shù)據(jù)成員。析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用的情況：

• a)離開(kāi)作用域
• b)對(duì)象被銷(xiāo)毀
• c)容器被銷(xiāo)毀時(shí)，其元素也被銷(xiāo)毀
• d)動(dòng)態(tài)分配的對(duì)象，調(diào)用對(duì)應(yīng)的delete
• e)對(duì)于臨時(shí)對(duì)象， 當(dāng)創(chuàng)建他的表達(dá)式結(jié)束時(shí)。

2.stack & heap

2.1 stack & heap 定義

• a)stack
  所謂的stack,是存在于某作用域(scope)的一塊內(nèi)存空間。
• b)heap
  Heap，或謂system heap,是由操作系統(tǒng)提供的一塊global內(nèi)存空間，程序可動(dòng)態(tài)分配從中獲取若干區(qū)塊。

2.2 new & delete

2.2.1 new

c++可以使用new來(lái)分配內(nèi)存空間。new的用法有三種，包括：

• a)plain new
  plain new其實(shí)就是我們最常使用的方式,new分配內(nèi)存失敗時(shí)并不是返回NULL,而是拋出異常std::bad_alloc.std::bad_alloc和new的聲明在頭文件new中。
  函數(shù)聲明:

void* operator new(std::size_t) _GLIBCXX_THROW (std::bad_alloc)  __attribute__((__externally_visible__));
void* operator new[](std::size_t) _GLIBCXX_THROW (std::bad_alloc)  __attribute__((__externally_visible__));

用法：

#include <new>
std::size_t sz = 100;
char *parr = NULL;
char *p = NULL;
try{
    parr = new char[sz];
    p = new char;
}catch(std::bad_alloc& ex){
    std::cout << ex.what() << std::endl;
}

• b)nothrow new
  nothrow new和plain new唯一的不同在于，new分配失敗后并不拋出異常，而是返回NULL.同樣nothrow new也在頭文件<new>中聲明。函數(shù)聲明：

void* operator new(std::size_t, const std::nothrow_t&) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT  __attribute__((__externally_visible__));
void* operator new[](std::size_t, const std::nothrow_t&) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT  __attribute__((__externally_visible__));

用法：

#include <new>
#include <iostream>
std::size_t sz = 100;
char *parr = new(nothrow) char[sz];
if (!parr){
    std::cout << "new error" << std::endl;
}
char *p = new(nothrow) char;
if (!p){
    std::cout << "new error" << std::endl;
}

說(shuō)明：nothrow是頭文件聲明的對(duì)象，可以直接使用。

• c)placement new

函數(shù)聲明：

inline void* operator new(std::size_t, void* __p) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT;
inline void* operator new[](std::size_t, void* __p) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT;

用法：

void *buffer = new char[sz];
String *p = new(buffer) String[2];

按照標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)<new>中的分類(lèi)，plain new和nothrow new是replaceable，用戶可以通過(guò)重載操作符來(lái)實(shí)現(xiàn)自定義的內(nèi)存管理，placement new是不可重載的操作。

• plain new和nothrow new執(zhí)行的動(dòng)作如下：
  1.分配空間
  2.初始化對(duì)象
  比如說(shuō)，我們執(zhí)行Complex *p = new Complex(1, 2);等價(jià)于如下代碼：

void *mem = operator new(sizeof(Complex));  //分配空間
pc = static_cast<Complex *>men; //類(lèi)型轉(zhuǎn)換
pc->Complex::Complex(1,2); //初始化對(duì)象

• placement new執(zhí)行的動(dòng)作如下:
  1初始化對(duì)象
  operator new并沒(méi)有進(jìn)行內(nèi)存空間的分配，只是返回之前分配的空間指針。在<new>頭文件中，有一份placement new的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。代碼如下：

// Default placement versions of operator new.
inline void* operator new(std::size_t, void* __p) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
{ return __p; }
inline void* operator new[](std::size_t, void* __p) _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT
{ return __p; }

2.2.2 delete

c++刪除動(dòng)態(tài)分配的Heap內(nèi)存使用delete。delete的用法也和new一樣存在三種且一一對(duì)應(yīng)。
聲明：

//plain delete
void operator delete(void*) ;
void operator delete[](void*) ;
//nothrow delete
void operator delete(void*, const std::nothrow_t&) ;
void operator delete[](void*, const std::nothrow_t&) ;
//placement delete
inline void operator delete  (void*, void*);
inline void operator delete[](void*, void*) ;

雖然delete依然有三類(lèi)聲明，但是只有plain delete可以通過(guò)delete-expression的方式使用。nothrow delete和placement delete只在相應(yīng)的new-expression拋出異常時(shí)由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用。如果想手動(dòng)使用nothrow delete和placement delete可以通過(guò)函數(shù)調(diào)用的方式。
nothrow delete和placement delete的函數(shù)使用方式：

operator delete(p, nothrow);
operator delete(buff, p);

2.3 array new與array delete探析

array new和array delete要配對(duì)使用，如果不配對(duì)使用可能出現(xiàn)內(nèi)存泄漏。出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的原因并不是因?yàn)閐elete不能完全釋放array new分配的內(nèi)存，而是因?yàn)槭褂胐elete釋放array new分配的內(nèi)存時(shí)，編譯器只對(duì)array new分配的數(shù)組的某一個(gè)對(duì)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。這樣就會(huì)導(dǎo)致數(shù)組中的其他對(duì)象因?yàn)闆](méi)有調(diào)用析構(gòu)函數(shù)而導(dǎo)致內(nèi)存沒(méi)有正確釋放。
下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。
代碼：

void ArrayNewAndArrayDeleteTest()
{
    cout << "ArrayNewAndDelete:" << endl;
    String *p1 = new String[3];
    delete p1;
    cout << "ArrayNewAndArrayDelete:" << endl;
    String *p2 = new String[3];
    delete[] p2;
}

運(yùn)行結(jié)果：

****begin run function ArrayNewAndArrayDeleteTest *****
ArrayNewAndDelete:
normal ctor:null string
normal ctor:null string
normal ctor:null string
dtor:
ArrayNewAndArrayDelete:
normal ctor:null string
normal ctor:null string
normal ctor:null string
dtor:
dtor:
dtor:
****end run function ArrayNewAndArrayDeleteTest ****

從結(jié)果可以看出，

• 使用array new分配數(shù)組p1時(shí)調(diào)用了3次構(gòu)造函數(shù)(3個(gè)normal ctor輸出），使用delete釋放內(nèi)存時(shí)只調(diào)用了一次析構(gòu)函數(shù)（只有一次dtor輸出）；
• 使用array new分配數(shù)組p2時(shí)調(diào)用了3次構(gòu)造函數(shù)(3個(gè)normal ctor輸出)，使用array delete釋放內(nèi)存時(shí)調(diào)用了3次析構(gòu)函數(shù)（3個(gè)dtor輸出）
  綜上，array new配合delete，會(huì)導(dǎo)致析構(gòu)函數(shù)只調(diào)用一次，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

3.其他

編譯器按照數(shù)據(jù)成員的聲明順序初始化對(duì)象，而不是按照初始化列表聲明的順序初始化對(duì)象。構(gòu)造函數(shù)的初始化列表最好和類(lèi)的數(shù)據(jù)成員的聲明順序一致，且最好不要使用類(lèi)的其他成員來(lái)初始化類(lèi)的成員。

說(shuō)明：
1.本文使用的String對(duì)象為侯老師上課所用String class，只是對(duì)函數(shù)的調(diào)用添加輸出語(yǔ)句。
2.使用編譯器為g++ 4.8.1
引用：
1.http://www.cnblogs.com/resound/archive/2011/10/27/2226472.html
2.GeekBand課件
3.cpp primer 5th edition
4.http://en.cppreference.com/w/cpp/memory/new/operator_delete
5.http://en.cppreference.com/w/cpp/memory/new/operator_new