new语法

在C++中，new 是用于动态内存分配的操作符，允许在运行时请求内存空间。以下是 new 的完整语法和用法说明：

1. 基本语法

1.1 单一对象分配

type* pointer = new type(initializer);

• 作用：分配一个 type 类型的对象，并返回指向该对象的指针。
• 初始化：
  • 若省略 (initializer)，对象默认初始化（基本类型值未定义，类类型调用默认构造函数）。
  • 使用 () 进行值初始化（基本类型初始化为0，类类型调用默认构造函数）。
  • 使用 (value) 进行直接初始化。

示例：

int* p = new int(42);       // 初始化为42
std::string* s = new std::string("hello");  // 调用string构造函数
double* d = new double();   // 值初始化为0.0

1.2 数组分配

type* array = new type[size];  // 分配size个元素的数组

• 初始化：
  • 基本类型元素值未定义。
  • 使用 new type[size]() 进行值初始化（所有元素为0或默认值）。

示例：

int* arr = new int[5];         // 未初始化的数组
int* arr2 = new int[5]();      // 所有元素初始化为0
std::string* strs = new std::string[3];  // 调用3次string默认构造函数

1.3 多维数组分配

对于二维数组，常见两种方式：

// 方法一：非连续内存（指针数组）
int** matrix = new int*[rows];
for (int i = 0; i < rows; i++) {matrix[i] = new int[cols];
}// 方法二：连续内存
int* matrix = new int[rows * cols];  // 手动计算索引

2. 定位new（Placement New）

允许在已分配的内存块上构造对象：

void* memory = operator new(sizeof(type));  // 分配原始内存
type* obj = new(memory) type(initializer);  // 在memory上构造对象

• 用途：自定义内存管理、实现内存池等。
• 注意：需手动调用析构函数，不释放内存：

  obj->~type();  // 手动调用析构函数
  

3. 初始化方式对比

语法	效果
new int	默认初始化（值未定义）
new int()	值初始化（0）
new int(42)	直接初始化为42
new int[5]	数组元素默认初始化（值未定义）
new int[5]()	数组元素值初始化为0
new int[5]{1,2}	列表初始化（C++11+，剩余元素补0：{1,2,0,0,0}）

4. 异常处理

• 内存不足：默认情况下，若内存分配失败，new 抛出 std::bad_alloc 异常。
• 不抛异常版本：使用 std::nothrow 参数，失败时返回 nullptr：

  int* p = new (std::nothrow) int;
  if (p == nullptr) {// 内存分配失败处理
  }
  

5. 与 delete 的配对使用

• 单一对象：使用 delete：

  int* p = new int(42);
  delete p;  // 释放内存并调用析构函数
  

• 数组：使用 delete[]：

  int* arr = new int[5];
  delete[] arr;  // 释放整个数组，必须用[]
  

• 定位new：手动调用析构函数，不使用 delete：

  obj->~type();  // 仅调用析构函数，内存由用户管理
  

6. 智能指针与RAII（推荐做法）

为避免内存泄漏，优先使用智能指针管理动态内存：

#include <memory>// 单一对象
std::unique_ptr<int> p(new int(42));  // 自动释放// 数组（C++14+）
std::unique_ptr<int[]> arr(new int[5]());  // 自动释放// 使用make_unique（C++14+）
auto p2 = std::make_unique<int>(42);  // 更安全的创建方式

7. 常见错误

1. 内存泄漏：忘记调用 delete 或 delete[]。
2. 双重释放：多次释放同一块内存。
3. 悬空指针：释放内存后仍使用指针。
4. 混用 delete 和 delete[]：对数组使用 delete 会导致未定义行为。

总结

场景	语法示例	释放方式
单一对象	int* p = new int(42);	delete p;
数组	int* arr = new int[5];	delete[] arr;
定位new	T* obj = new(mem) T();	obj->~T();
智能指针（单一对象）	std::unique_ptr<int> p(new int);	自动释放
智能指针（数组）	std::unique_ptr<int[]> arr(new int[5]);	自动释放

合理使用 new 和智能指针，遵循 RAII 原则，可有效避免内存管理问题。