C++类和new、delete操作符和堆和栈内存的分配

如果你是Java、C#、PHP程序员，那么会对 new 非常熟悉，在这些编程语言中，只能通过 new 来创建对象。

在C++中，你可以像定义变量一样来创建对象，如：

Student stu;  //对象已被实例化，已分配内存空间，可以使用了
stu.say();  //调用成员函数

这种情况下，系统会在栈区为对象分配内存。栈区是内存中的一块区域，由系统自动分配和释放，程序员无法操控，一般用来存放函数的参数值、局部变量、局部对象等。

当发生函数调用时，系统将函数参数、局部变量、局部对象依次压入栈区；函数执行结束，再按照先进后出的原则将它们弹出（销毁）。

对于大部分程序，这不会有什么问题。但当你希望在函数调用结束前销毁对象时，你是无能为力的。或者你希望通过 for 循环来创建多个对象，这种方法同样也做不到。

这个时候 new 和 delete 就派上了用场：使用 new 创建的对象，可以在任意时刻通过 delete 销毁，而且只需要一个指针指向它。

以前面的 Student 类为例，可以这样来动态创建对象：

new Student;

也可以使用构造函数：

new Student("小明", 15, 90.5f);

这样，就在堆区为对象分配了内存，并调用了构造函数。

但是此时程序员还无法访问这个对象，因为这个对象既没有名字，也没有指针指向它。这种对象称为匿名对象，它确实存在，但无法访问。

用一个指针来指向Student类的对象：

Student *pStu;pStu = new Student("小明", 15, 90.5f);

或者：

Student *pStu = new Student("小明", 15, 90.5f);

当不再需要对象时，可以通过 delete 销毁：

delete pStu;

这样，就释放掉了对象占用的内存，并调用了析构函数。

需要说明的是：new 在堆区为对象分配内存。与栈区不同的是，堆区内存由程序员分配和释放，系统不会自动销毁，即使函数调用结束了，仍然会保留堆区内存。如果程序员不主动回收堆区内存，那么只能在程序运行结束后由操作系统回收。

为了避免内存泄露，强烈建议 new 和 delete 成对出现，及时销毁不再需要的对象。

例如，下面的代码会造成严重的内存泄露：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
class Demo{
private:
    double n;
    double m;
    int i;
};
void func(){
    Demo *p = new Demo;
}
int main(){
    int i;
    for(i=1; i<=1000000; i++){
        func();
    }
   
    system("pause");
    return 0;
}

当程序运行到 system("pause"); 语句时，你可以打开任务管理器，会发现这个小小的程序竟然占用了 32M 内存。

这是因为每次调用 func 函数，都会创建一个对象，并用 p 指向它。函数运行结束，仅仅释放了指针变量 p 占用的内存，而没有释放 p 所指向的对象占用的内存。

如果在 func 函数中不回收对象内存，那么你将永远无法回收，只能等到程序运行结束由操作系统回收，这就是典型的内存泄露。

另外注意，C语言中的 malloc、free 函数不能用来为对象分配和释放内存。请看下面的例子：

#include <iostream>
using namespace std;
class Demo{
public:
    Demo();
    ~Demo();
};
Demo::Demo(){
    cout<<"Constructor"<<endl;
}
Demo::~Demo(){
    cout<<"Destructor"<<endl;
}
int main(){
    cout<<"------new------"<<endl;
    Demo *p1 = new Demo;  //创建一个对象
    Demo *p2 = new Demo[5];  //创建一组对象
    cout<<"------malloc------"<<endl<<endl;
    Demo *p3 = (Demo*)malloc(sizeof(Demo));
    cout<<"------delete------"<<endl;
    delete p1;  //销毁一个对象
    delete[] p2;  //销毁一组对象
    cout<<"------free------"<<endl;
    free(p3);
    return 0;
}

运行结果：
------new------
Constructor
Constructor
Constructor
Constructor
Constructor
Constructor
------malloc------

------delete------
Destructor
Destructor
Destructor
Destructor
Destructor
Destructor
------free------

从程序运行结果可以看出：malloc 虽然分配了内存，但没有调用构造函数；free 虽然释放了内存，但也没有调用析构函数。