c/c++动态内存管理

1 ： malloc/free和new/delete之间关系和差异。
相同点：
（1）都是申请内存，释放内存，free和delete可以释放NULL指针；
（2）都必须配对使用，这里的配对使用，可不能理解为一个new/malloc就对应一个delete/free，而是指在作用域内，new/malloc所申请的内存，必须被有效释放，否则将会导致内存泄露。
new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么C++还保留malloc/free呢？因为C++程序经常要调用C函数，而C程序只能用malloc/free管理动态内存。如果用free释放“new创建的动态对象”，那么该对象因无法执行析构函数而可能导致程序出错。如果用delete释放“malloc申请的动态内存”，理论上讲程序不会出错，但是该程序的可读性很差。所以new/delete、malloc/free必须配对使用。
不同点：
（1）操作对象有所不同。

malloc与free是C++/C 语言的标准库函数，new/delete 是C++的运算符。对于非内部数据类的对象而言，光用maloc/free 无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数， 对象消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free 是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加malloc/free。

（2）用法上也有所不同。

函数malloc 的原型如下：void * malloc(size_t size);
用malloc 申请一块长度为length 的整数类型的内存，程序如下:
int p = (int ) malloc(sizeof(int) * length);
我们应当把注意力集中在两个要素上：“类型转换”和“sizeof”。
1 malloc 返回值的类型是void ，所以在调用malloc 时要显式地进行类型转换，将void 转换成所需要的指针类型。
2、 malloc 函数本身并不识别要申请的内存是什么类型，它只关心内存的总字节数。
函数free 的原型如下：
void free( void * memblock );
为什么free 函数不象malloc 函数那样复杂呢？这是因为指针p 的类型以及它所指的内存的容量事先都是知道的，语句free(p)能正确地释放内存。如果p 是NULL 指针，那么free对p 无论操作多少次都不会出问题。如果p 不是NULL 指针，那么free 对p连续操作两次就会导致程序运行错误

2：剖析new/delete、new[]/delete[]到底做了些什么事情。
(1)new/delete
new调用了operator new()分配空间，delete调用了operator delete()函数释放空间,
不会调用构造函数和析构函数来初始化/清理对象
相当于operator new()/operator delete()只是malloc/free的一层封装

(2)new[]/delete[]
在使用new[N]的时候也做了两件事：
1、调用operator new分配空间
2、调用N次构造函数初始化N个对象
在使用delete[]的时候也做了两件事：
1、调用N次析构函数清理N个对象
2、调用operator delete函数释放空间

3：实现NEW_ARRAY/DELETE_ARRAY宏，模拟new[]/delete[]申请和释放数组。
模拟实现new[count]

#define NEW_ARR(PTR,TYPE,N) \         do          \      {           \          PTR = (TYPE*)operator new(sizeof(TYPE)*N+4);    \   //额外开辟4个字节存放对象个数N          *(int*)PTR = N;                 \          PTR = (TYPE*)((int*)PTR +1);    \          for(int i=0; i<N; i++)   \              new(PTR+i)TYPE;     \   //定位new表达式是在已经分配的空间中调用析构函数初始化一个对象      }while(false);  

模拟实现delete[]

#define DELETE_ARR(PTR,TYPE)    \      do      \      {       \          int n = *((int*)PTR-1); \   //找出ptr前4个字节中存放的N          PTR = (TYPE*)PTR;       \          for(int i=0; i<n; i++)   \   //再调用N次析构函数              PTR[i].~TYPE();     \          PTR = (TYPE*)((int*)PTR-1); \   //释放开辟的总空间          operator delete(PTR);   \         }while(false);