C++ 内存基本构件new [] /delete []的意义、内存泄漏原因、VC下cookie的基本布局

目录

• ​​一、对new [] delete [] 的理解​​

• ​​1、delete的[]遗漏会带来什么影响​​

• ​​二、以示例探讨​​
• ​​三、cookie的理解​​

一、对new [] delete [] 的理解

new的对象是个array类型的。

Complex* pca = new Complex[3];
//唤起三次ctor
//无法借由参数给予初值
...
delete[] pca; //唤起3次dtor

如下图，new出来的是一个array，大小为3.
new的时候要调用3次ctor，delete的时候需要调用3次dtor。分配一个array的时候，会顺带分配一个cookie，用来记录信息，最主要的就是array的长度了。

1、delete的[]遗漏会带来什么影响

如果delete后面不加[]，编译器会以为只需要delete所指的对象，所以只会调用一次dtor，然而cookie记录中的array长度并没有改变，此时就会少还一些内存给操作系统，从而导致内存泄漏。
str1、str2、str3会被完整回收，但是在回收之前需要调用析构函数。由于string在构造上会带有一个指针，指针指向真正的字符串的内存空间。调用三次dtor，会被很干净地清掉。而少加了[]，会就只调用一次dtor，导致三块只释放掉了一块。
注意泄露的内存不是str1 2 3,而是指向的真正的字符串的内存空间。

**如果这里的array里面的元素类型是复数Complex，就不会造成内存泄漏，因为复数里面不包含指针。所以调用三次和调用一次也就无所谓了。**不过为了统一，还是要加上[]。

二、以示例探讨

示例代码：
A有一个默认构造函数，因为我们在new一个数组的时候不能一一地给定值，我们new是时候会调用三次构造函数。
构造函数和析构函数会在屏幕上输出占用内存位置

class A
{
public:
  int id;
  
  A() : id(0)      { cout << "default ctor. this="  << this << " id=" << id << endl;  }
  A(int i) : id(i) { cout << "ctor. this="  << this << " id=" << id << endl;  }
  ~A()             { cout << "dtor. this="  << this << " id=" << id << endl;  }
};
  
    A* buf = new A[size];  //default ctor 3 次. [0]先於[1]先於[2])
           //A必須有 default ctor, 否則 [Error] no matching function for call to 'jj02::A::A()'
    A* tmp = buf;   
     
  cout << "buf=" << buf << "  tmp=" << tmp << endl; 
    
    for(int i = 0; i < size; ++i)
      new (tmp++) A(i);     //3次 ctor 

  cout << "buf=" << buf << "  tmp=" << tmp << endl;
        
  delete [] buf;    //dtor three times (次序逆反, [2]先於[1]先於[0])

执行结果：
1、默认构造函数，默认id= 0 ；
2、this指针会自动移动，间距是一个对象的大小(int 4个字节)
3、移动指针，设初值，调用有参构造函数
4、需要注意这样的语法​​​new(指针，指向已经分配的内存，我们在指针所指的地方进行设置初值) A(i)​​​,这属于placement new 的用法，之后的笔记会详细讲到。
5、循环过后id被修改，地址没有被修改
6、最后delete[],观察可知，调用了3次析构函数，析构的次序与构造的次序相反。（不同的编译环境析构次序可能不同）

三、cookie的理解

在做内存管理的时候，会有一个很大的诉求，就是不要这个cookie，所以cookie的存在以及大小是我们需要理解度的。
下面是VC6中，观察malloc给我们的内存布局：而我们获得的值指向分配的10个int数据的起始地址*pi.可以看到，除了我们认定的需要的10个int外，malloc还会分配32bytes和4bytes（橙色部分）。另外还有上cookie和下cookie，负责记录整块的大小。
另外还有一个pad区域，这是由于在VC6下，malloc分配的内存必须是16bytes的倍数，如果不是，则需要填充额外内存使之为16bytes的倍数。
注意cookie记录的分配的内存大小为60h，不过最后一个bit要被用做on or off 的状态的切换，所以为61h。(存疑，不是很理解这句话，之后再补上理解。)上下cookie的数值一样。
这里的delete加不加[]是没有影响的。

如果这里我们不是存放的int类型的数据，而是放的是一个对象，并且它的析构函数是有意义的，此时编译器创造array的方式会有所不同。
注意每个demo对象中存放的是三个int，我们new了3个demo，分配的内存与之前相比多了一个3，即3个demo。
delete不加[],编译器将p当做普通指针，指向一块对象，然后以一块对象的方式去解释布局，但是此刻的布局与之前不同，多了一个3，所以解释会发生错误。
使用array new和array delete时，内存块分配是不一样的。array元素个数被写到内存块里去了。
60h内存计算方式:
60h = 32（debugger header） + 4(3:元素个数，int类型，4个bytes) + 3 x 12 (3个 demo object) + 4 (no man land) +12(pad) + 4 x 2（上喜下两个cookie）= 96个byte = 60h个byte(pad是会变动的)