本文共 4723 字，大约阅读时间需要 15 分钟。
动态内存的结果
问题： 动态内存申请一定成功吗？
常见的动态内存分配代码
C 代码：
void code()
{
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if( p != NULL )
{
// ...
}
free(p);
}
C++ 代码:
void code()
{
int* p = new int[10];
if( p != NULL )
{
// ...
}
delete p;
}
必须知道的事实
malloc 函数申请失败时返回 NULL 值
new 关键字申请失败时(根据编译器不同)
返回 NULL 值 (古代)
抛出 std::bad_alloc 异常 (现代)
问题： new 语句中的异常是怎么抛出来的呢？
new 关键字在 C++ 规范中的标准行为
在堆空间申请足够的内存
成功：
在获取的空间中调用构造函数创建对象
返回对象的地址
失败
抛出 std::bad_alloc 异常
new 关键字在 C++ 规范中的标准行为
new 在分配内存时
如果空间不足，会调用全局的 new_handler() 函数
new_handler() 函数中抛出 std::bad_alloc 异常
可以自定义 new_handler() 函数
处理默认的 new 内存分配失败的情况
new_handler() 中，可以手动做一些内存整理的工作，使得更多的堆空间可以被使用。
new_handler() 函数的替换
自定义一个无返回值无参数的函数
调用 set_new_handler() 设置自定义的函数
参数类型为 void(*)()
返回值为默认的 new_handler() 函数入口地址
new_handler() 的定义和使用
void my_new_handler()
{
cout << "No enough memory" << endl;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
set_new_handler(my_new_handler);
// ...
return 0;
}
编程实验： new_handler 初探
公用实验代码：
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
class Test
{
private:
int m_value;
public:
Test()
{
cout << "Test()" << endl;
m_value = 0;
}
~Test()
{
cout << "~Test()" << endl;
}
void* operator new (unsigned int size)
{
cout << "operator new: " << size << endl;
// return malloc(size);
return NULL; // 注意这里！ 模拟内存申请失败
}
void operator delete(void* p)
{
cout << "operator delete: " << p << endl;
free(p);
}
void* operator new[] (unsigned int size)
{
cout << "operator new[]: " << size << endl;
// return malloc(size);
return NULL; // 注意这里！ 模拟内存申请失败
}
void operator delete[](void* p)
{
cout << "operator delete[]: " << p << endl;
free(p);
}
};
实验 1：不同编译器中 new_handler() 行为
void my_new_handler()
{
cout << "void my_new_handler()" << endl;
}
void ex_func_1()
{
new_handler func = set_new_handler(my_new_handler); // 注意这里！
try
{
cout << "func = " << func << endl;
if( func )
{
func();
}
}
catch(const bad_alloc&)
{
cout << "catch(catch bad_alloc&)" << endl;
}
}
int main()
{
ex_func_1();
return 0;
}
输出：[g++]
func = 0
输出：[vc++2010]
func = 00000000
输出：[bcc]
func = 0x00401474
catch(catch bad_alloc&)
结论：
默认情况下，g++,vc++2010 并没有提供全局的 new_handler() 函数；
gcc 提供了全局的 new_handler() 函数，并抛出了 bad_alloc 异常。
实验 2：不同编译器 new 失败行为
void ex_func_2()
{
Test* pt = new Test();
cout << "pt = " << pt << endl;
delete pt;
pt = new Test[5];
cout << "pt = " << pt << endl;
delete[] pt;
}
int main()
{
ex_func_2();
return 0;
}
输出：[g++]
Test()
段错误
输出：[vc++2010]
operator new: 4
pt = 00000000
operator new[]: 24
pt = 00000000
输出：[bcc]
operator new: 4
pt = 00000000
operator new[]: 24
pt = 00000000
分析：
g++ 编译生成的可执行文件运行时发生段错误：
new 重载函数返回 NULL, 于是就在 0 地址处创建对象，调用构造函数。构造函数中，m_value = 0，导致段错误。
vc++2010:
如果 new 的重载返回 NULL，对象未创建，构造函数不会被调用
bcc:
如果 new 的重载返回 NULL，对象未创建，构造函数不会被调用
问题：如何跨编译器统一 new 的行为， 提高代码的移植性呢？
解决方案【动态内存分配失败时，返回空指针】
全局范围(不推荐)
重新定义 new / delete 的实现，不抛出任何异常
自定义 new_handler() 函数，不抛出任何异常
类层次范围
重载 new / delete, 不抛出任何异常
单此动态内存分配
使用 nothrow 参数，指明 new 不抛出异常
编程实验：动态内存申请
实验 1: 类层次范围
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
class Test
{
private:
int m_value;
public:
Test()
{
cout << "Test()" << endl;
m_value = 0;
}
~Test()
{
cout << "~Test()" << endl;
}
void* operator new (unsigned int size) throw() // 注意这里！
{
cout << "operator new: " << size << endl;
// return malloc(size);
return NULL; // 注意这里！ 模拟内存申请失败
}
void operator delete(void* p)
{
cout << "operator delete: " << p << endl;
free(p);
}
void* operator new[] (unsigned int size) throw() // 注意这里！
{
cout << "operator new[]: " << size << endl;
// return malloc(size);
return NULL; // 注意这里！ 模拟内存申请失败
}
void operator delete[](void* p)
{
cout << "operator delete[]: " << p << endl;
free(p);
}
};
void ex_func_2()
{
Test* pt = new Test();
cout << "pt = " << pt << endl;
delete pt;
pt = new Test[5];
cout << "pt = " << pt << endl;
delete[] pt;
}
int main()
{
ex_func_2();
return 0;
}
输出：[g++]
operator new: 4
pt = 0
operator new[]: 24
pt = 0
输出：[vc++2010]
operator new: 4
pt = 00000000
operator new[]: 24
pt = 00000000
输出：[bcc]
operator new: 4
pt = 00000000
operator new[]: 24
pt = 00000000
实验 2：单次动态内存分配范围
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void ex_func_3()
{
int* p = new(nothrow) int[10]; // 注意这里！
cout << "p = " << p << endl;
delete p;
}
int main()
{
ex_func_3();
return 0;
}
输出：
p = 0x8300008
实验结论
不是所有的编译器都遵循 C++ 的标准规范
编译器可能重定义 new 的实现，并在实现中抛出 bad_alloc 异常
编译器的默认实现中，可能没有设置全局的 new_handler() 函数
对于移植性要求较高的代码，需要考虑 new 的具体细节
小结
不同的编译器在动态内存分配上的实现细节不同
malloc 函数在内存申请失败时返回 NULL 值
new 关键字在内存申请失败时
可能返回 NULL 值
可能抛出 bad_alloc 异常
关于 new 的小知识点补充：
在指定的内存空间上创建对象(需要手动调用析构函数)
#include
using namespace std;
int main()
{
int bb[2] = {0};
struct ST
{
int x;
int y;
};
ST* pt = new(bb) ST(); // 注意这里！
pt->x = 1;
pt->y = 2;
cout << bb[0] << endl;
cout << bb[1] << endl;
pt->~ST(); // 手动调用析构函数
return 0;
}
输出：
1
2
以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！
转载地址：http://eujkl.baihongyu.com/