在C++的編程世界里，內(nèi)存管理是開(kāi)發(fā)者們繞不開(kāi)的關(guān)鍵話題。當(dāng)我們使用delete關(guān)鍵字來(lái)釋放內(nèi)存時(shí)，一個(gè)有趣的問(wèn)題出現(xiàn)了：delete在執(zhí)行釋放操作時(shí)，它并不知道所操作的內(nèi)存大小，那它究竟是如何準(zhǔn)確無(wú)誤地完成內(nèi)存釋放任務(wù)的呢？這就好比我們要清理一個(gè)倉(cāng)庫(kù)，但卻不知道倉(cāng)庫(kù)的大小，該從何下手呢？

對(duì)于C++開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，內(nèi)存管理的重要性不言而喻。正確地分配和釋放內(nèi)存，是保障程序穩(wěn)定運(yùn)行、避免內(nèi)存泄漏和提高性能的關(guān)鍵。如果把程序比作一座大廈，那么內(nèi)存就是大廈的基石，而內(nèi)存管理則是建造和維護(hù)這座大廈的關(guān)鍵技術(shù)。稍有不慎，就可能導(dǎo)致大廈搖搖欲墜，程序出現(xiàn)各種難以調(diào)試的問(wèn)題。所以，深入探究delete釋放內(nèi)存的機(jī)制，就顯得尤為重要。接下來(lái)，就讓我們一起揭開(kāi)它神秘的面紗吧！

一、內(nèi)存管理基礎(chǔ)概念

1.1程序內(nèi)存區(qū)域劃分

在深入剖析delete關(guān)鍵字的內(nèi)存釋放機(jī)制之前，我們有必要先理清 C++ 程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存區(qū)域劃分邏輯 —— 這是理解內(nèi)存管理的核心前提。通常情況下，一個(gè)正在執(zhí)行的 C++ 程序，其內(nèi)存空間會(huì)被系統(tǒng)性地劃分為以下幾個(gè)關(guān)鍵區(qū)域：

圖片

• 棧區(qū)（Stack）：由編譯器自動(dòng)分配和釋放，主要存放函數(shù)的參數(shù)值、局部變量等。它的特點(diǎn)是內(nèi)存分配和釋放效率高，就像一個(gè)先進(jìn)后出的棧結(jié)構(gòu)。比如我們?cè)诤瘮?shù)內(nèi)部定義一個(gè)局部變量int num = 10;，這個(gè)num變量就存放在棧區(qū)，當(dāng)函數(shù)執(zhí)行結(jié)束，這個(gè)變量所占用的棧內(nèi)存會(huì)被自動(dòng)釋放。棧區(qū)的大小在編譯時(shí)就已經(jīng)確定，并且相對(duì)較小，如果在棧區(qū)分配過(guò)大的內(nèi)存，可能會(huì)導(dǎo)致棧溢出錯(cuò)誤。
• 堆區(qū)（Heap）：一般由程序員手動(dòng)分配和釋放，用于存放動(dòng)態(tài)分配的對(duì)象和數(shù)據(jù)。與棧區(qū)不同，堆區(qū)的內(nèi)存分配和釋放比較靈活，但也容易出現(xiàn)內(nèi)存泄漏等問(wèn)題。例如我們使用new關(guān)鍵字來(lái)分配內(nèi)存，int* p = new int;，這里分配的內(nèi)存就在堆區(qū)。堆區(qū)的內(nèi)存大小在程序運(yùn)行時(shí)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整，但由于其分配和釋放需要程序員手動(dòng)管理，所以如果不小心忘記釋放不再使用的內(nèi)存，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，使程序占用的內(nèi)存越來(lái)越多，最終影響系統(tǒng)性能。
• 數(shù)據(jù)段（Data Segment）：用于存放已初始化的全局變量和靜態(tài)變量。數(shù)據(jù)段又可以細(xì)分為已初始化數(shù)據(jù)段和未初始化數(shù)據(jù)段（BSS 段）。已初始化數(shù)據(jù)段存放那些在程序中已經(jīng)被賦予初始值的全局變量和靜態(tài)變量，比如int globalVar = 10;，這個(gè)globalVar就存放在已初始化數(shù)據(jù)段；而未初始化數(shù)據(jù)段則存放那些聲明了但未初始化的全局變量和靜態(tài)變量，像int uninitGlobalVar; 。數(shù)據(jù)段的內(nèi)存是在程序加載時(shí)由系統(tǒng)分配，程序結(jié)束時(shí)由系統(tǒng)釋放。
• 代碼段（Code Segment）：存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼，也就是程序執(zhí)行的指令。代碼段通常是只讀的，以防止程序在運(yùn)行過(guò)程中意外修改自身的代碼。在代碼段中，也可能包含一些只讀的常量，比如字符串常量"Hello, World!"。當(dāng)多個(gè)進(jìn)程運(yùn)行相同的程序時(shí)，它們可以共享同一個(gè)代碼段，這樣可以節(jié)省內(nèi)存空間 。

在這些內(nèi)存區(qū)域中，堆內(nèi)存是我們使用delete操作的主要對(duì)象，由于它需要開(kāi)發(fā)者手動(dòng)管理，所以也最容易出現(xiàn)內(nèi)存釋放相關(guān)的問(wèn)題。了解了內(nèi)存區(qū)域的劃分，我們就可以更好地理解delete在內(nèi)存管理中的角色和作用。

1.2C++ 內(nèi)存管理方式

在 C++ 中，內(nèi)存管理主要有兩種方式：C 語(yǔ)言風(fēng)格的malloc/free和 C++ 特有的new/delete。

malloc和free是 C 語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的函數(shù)，用于動(dòng)態(tài)分配和釋放內(nèi)存。malloc函數(shù)用于從堆中分配指定大小的內(nèi)存塊，它返回一個(gè)指向分配內(nèi)存起始地址的指針，并且不會(huì)對(duì)分配的內(nèi)存進(jìn)行初始化。例如：

int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
if (p != nullptr) {
    *p = 10; // 手動(dòng)賦值
}

使用完內(nèi)存后，需要調(diào)用free函數(shù)來(lái)釋放內(nèi)存：

free(p);
p = nullptr; // 防止野指針

如果忘記調(diào)用free釋放內(nèi)存，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

而new和delete是 C++ 的運(yùn)算符，它們不僅負(fù)責(zé)內(nèi)存的分配和釋放，還會(huì)自動(dòng)調(diào)用對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。對(duì)于自定義類型，這一點(diǎn)尤為重要。比如我們有一個(gè)自定義類MyClass：

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        // 構(gòu)造函數(shù)，初始化資源
        std::cout << "MyClass constructor" << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        // 析構(gòu)函數(shù)，釋放資源
        std::cout << "MyClass destructor" << std::endl;
    }
};

使用new來(lái)創(chuàng)建對(duì)象：

MyClass* obj = new MyClass;

這里new會(huì)先分配足夠的內(nèi)存，然后調(diào)用MyClass的構(gòu)造函數(shù)來(lái)初始化對(duì)象。當(dāng)我們不再需要這個(gè)對(duì)象時(shí)，使用delete來(lái)釋放內(nèi)存：

delete obj;

delete會(huì)先調(diào)用MyClass的析構(gòu)函數(shù)來(lái)釋放對(duì)象占用的資源，然后再釋放內(nèi)存。

對(duì)比malloc/free和new/delete，可以發(fā)現(xiàn)new/delete在處理自定義類型時(shí)更加安全和方便，因?yàn)樗茏詣?dòng)管理對(duì)象的生命周期。但需要注意的是，new和delete必須配對(duì)使用，如果使用new分配內(nèi)存，卻使用free釋放，或者反之，都會(huì)導(dǎo)致未定義行為，可能引發(fā)程序崩潰或其他難以調(diào)試的問(wèn)題。同時(shí)，在使用new[]分配數(shù)組內(nèi)存時(shí)，必須使用delete[]來(lái)釋放，以確保數(shù)組中每個(gè)元素的析構(gòu)函數(shù)都能被正確調(diào)用。

1.3堆（Heap）的分類與管理

堆，作為內(nèi)存管理中的重要組成部分，就像是一個(gè)巨大的物資儲(chǔ)備庫(kù)，它為程序提供了動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的區(qū)域。在 Glibc 堆內(nèi)存管理中，堆主要分為兩類，即主 Arena 的堆和子 Arena 的堆，它們各自有著獨(dú)特的特點(diǎn)和管理方式。

lang=c
/* 該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只在子Arena中使用，用于記錄當(dāng)前堆信息。 */
typedef struct _heap_info
{
  mstate ar_ptr; /* Arena for this heap. */ // 指向該堆所在的Arena
  struct _heap_info *prev; /* Previous heap. */ //由于一個(gè)子Arena管理多個(gè)堆，因此
  size_t size;   /* Current size in bytes. */ //當(dāng)前堆分配給用戶使用的大小，剩余部分為預(yù)留區(qū)域
  size_t mprotect_size; /* Size in bytes that has been mprotected
                           PROT_READ|PROT_WRITE.  */ //從代碼來(lái)看，和size并無(wú)區(qū)別（本人意見(jiàn)）
  /* Make sure the following data is properly aligned, particularly
     that sizeof (heap_info) + 2 * SIZE_SZ is a multiple of
     MALLOC_ALIGNMENT. */
  char pad[-6 * SIZE_SZ & MALLOC_ALIGN_MASK]; //用于對(duì)齊
} heap_info;

主 Arena 的堆是通過(guò)brk系統(tǒng)調(diào)用從操作系統(tǒng)獲取內(nèi)存，它只有一個(gè)，就像一個(gè)大型的中央倉(cāng)庫(kù)，位于進(jìn)程地址空間的特定區(qū)域，從低地址向高地址增長(zhǎng)。主 Arena 的堆在初始化時(shí)，其大小通常是一個(gè)較小的值，但隨著程序運(yùn)行過(guò)程中對(duì)內(nèi)存的不斷需求，它可以通過(guò)brk系統(tǒng)調(diào)用動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。例如，當(dāng)一個(gè)程序需要分配更多內(nèi)存時(shí)，brk系統(tǒng)調(diào)用會(huì)將堆的末尾地址移動(dòng)到所需內(nèi)存塊的末尾地址，從而為程序提供新的內(nèi)存空間。這就好比中央倉(cāng)庫(kù)在物資不足時(shí)，可以通過(guò)擴(kuò)建來(lái)增加存儲(chǔ)容量。主 Arena 的堆在內(nèi)存管理中承擔(dān)著重要的角色，它是許多小型內(nèi)存分配的主要來(lái)源，由于其內(nèi)存分配和釋放的操作相對(duì)頻繁，因此需要高效的管理機(jī)制來(lái)確保內(nèi)存的合理使用。

子 Arena 的堆則是通過(guò)mmap系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建的，與主 Arena 的堆不同，子 Arena 的堆可以有多個(gè)，并且這些堆之間通過(guò)鏈表進(jìn)行連接。這就像是多個(gè)分散的小型倉(cāng)庫(kù)，每個(gè)倉(cāng)庫(kù)都有自己獨(dú)立的管理方式。子 Arena 的堆通常用于滿足一些特殊的內(nèi)存分配需求，或者在多線程環(huán)境下，為不同的線程提供獨(dú)立的內(nèi)存分配空間，以減少線程之間的內(nèi)存競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)一個(gè)子 Arena 的堆空間用盡時(shí)，會(huì)申請(qǐng)新的堆，并將其加入到鏈表中，就像小型倉(cāng)庫(kù)物資不足時(shí)，會(huì)新建倉(cāng)庫(kù)并與原有倉(cāng)庫(kù)連接起來(lái)。

①堆的申請(qǐng)

第一類的堆無(wú)需申請(qǐng)，只是調(diào)用brk進(jìn)行堆邊界的拓展即可。這里主要對(duì)第二類堆的申請(qǐng)進(jìn)行說(shuō)明。

1. 堆的大小和對(duì)齊：第二類堆在申請(qǐng)時(shí)，總是mmap大小為HEAP_MAX_SIZE的內(nèi)存，多出來(lái)的部分將作為預(yù)留空間，防止頻繁申請(qǐng)。并且使其首地址對(duì)齊于HEAP_MAX_SIZE，這可以方便找到堆的起始地址。
2. 什么時(shí)候申請(qǐng)堆：在兩種情況會(huì)進(jìn)行第二類堆的申請(qǐng)，第一種情況是在創(chuàng)建子Arena時(shí)，會(huì)相應(yīng)地進(jìn)行堆的申請(qǐng)作為該Arena的第一個(gè)堆；第二種情況是在原來(lái)申請(qǐng)的堆已經(jīng)分配完畢時(shí)，會(huì)重新進(jìn)行堆的申請(qǐng)，并將該堆和原來(lái)的堆通過(guò)鏈表連接起來(lái)。
3. 堆的可用部分：只將用戶所需要的部分分配出去，并使用size記錄，剩下的部分作為預(yù)留。

②堆的釋放

這里堆的釋放是指glibc將申請(qǐng)的堆內(nèi)存歸還給內(nèi)核。

對(duì)于第一類堆，可以認(rèn)為只有堆大小的縮減，當(dāng)堆的頂部空閑的內(nèi)存滿足一定條件時(shí)，可以通過(guò)brk將堆的邊界下移，top chunk指向地址不變，但大小變小了。

對(duì)于第二類堆，當(dāng)一個(gè)堆中的內(nèi)存已經(jīng)完全被釋放時(shí)，就會(huì)將該該堆通過(guò)munmap歸還給內(nèi)核，同時(shí)將top chunk重新指向上一個(gè)堆內(nèi)的可用內(nèi)存地址。

可以這么理解，堆由兩部分組成，一部分是已經(jīng)分配出去的內(nèi)存，另一部分是預(yù)留的內(nèi)存（top，因?yàn)樗偸谴嬖谟诘刂纷罡卟糠郑?，而已?jīng)分配出去的內(nèi)存一部分由free釋放，成為了空閑內(nèi)存（內(nèi)存碎片），由此除預(yù)留部分部分之外，分為兩種內(nèi)存，空閑內(nèi)存和已使用內(nèi)存。

無(wú)論是主 Arena 的堆還是子 Arena 的堆，在內(nèi)存的申請(qǐng)、釋放與管理過(guò)程中，都遵循著一定的機(jī)制。當(dāng)程序通過(guò)malloc函數(shù)申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)，堆管理器會(huì)首先在堆中查找合適的空閑內(nèi)存塊。如果找到大小合適的空閑內(nèi)存塊，就會(huì)將其分配給程序使用，并將該內(nèi)存塊標(biāo)記為已分配狀態(tài)；如果沒(méi)有找到合適的空閑內(nèi)存塊，堆管理器會(huì)根據(jù)情況從操作系統(tǒng)申請(qǐng)更多的內(nèi)存，或者對(duì)已有的內(nèi)存塊進(jìn)行合并和整理，以滿足程序的內(nèi)存需求。

而當(dāng)程序通過(guò)free函數(shù)釋放內(nèi)存時(shí)，堆管理器會(huì)將釋放的內(nèi)存塊標(biāo)記為空閑狀態(tài)，并嘗試將其與相鄰的空閑內(nèi)存塊進(jìn)行合并，以減少內(nèi)存碎片化，提高內(nèi)存利用率。這就像是在倉(cāng)庫(kù)中，當(dāng)需要領(lǐng)取物資時(shí)，會(huì)先查找倉(cāng)庫(kù)中是否有合適的物資，若沒(méi)有則會(huì)申請(qǐng)新的物資；當(dāng)歸還物資時(shí)，會(huì)將物資放回倉(cāng)庫(kù)，并整理倉(cāng)庫(kù)，使物資擺放更加整齊。

1.4堆內(nèi)存管理的分配

glib中堆內(nèi)存分配的基本思路就是，首先找到本線程的Arena，然后優(yōu)先在Arena對(duì)應(yīng)的回收箱中尋找合適大小的內(nèi)存，在內(nèi)存箱中所有內(nèi)存塊均小于所需求的大小，那么就會(huì)去top chunk分割，但是如果top chunk的大小也不足夠，此時(shí)不一定要拓展top，檢查所需的內(nèi)存是否大于128k，若大于，則直接使用系統(tǒng)調(diào)用mmap分配內(nèi)存，如果小于，就進(jìn)行top chunk的拓展，即堆的拓展，拓展完成后，從top chunk中分配內(nèi)存，剩余部分成為新的top chunk。

（1）malloc函數(shù)

malloc 函數(shù)是 C 語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中用于動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的核心函數(shù)，其函數(shù)原型為：void* malloc(size_t size);。在這個(gè)原型中，size參數(shù)表示需要分配的內(nèi)存塊的字節(jié)數(shù)，它是一個(gè)無(wú)符號(hào)整數(shù)類型（size_t），這意味著我們可以根據(jù)實(shí)際需求，精確地指定所需內(nèi)存的大小。

malloc 函數(shù)的主要功能就是從堆內(nèi)存中分配一塊指定大小的連續(xù)內(nèi)存空間，并返回一個(gè)指向該內(nèi)存塊起始地址的指針。這個(gè)返回的指針類型是void*，也就是無(wú)類型指針。這是因?yàn)?malloc 函數(shù)在分配內(nèi)存時(shí)，并不知道這塊內(nèi)存將來(lái)會(huì)被用于存儲(chǔ)什么類型的數(shù)據(jù)，所以它返回一個(gè)通用的無(wú)類型指針，需要我們?cè)谑褂脮r(shí)將其強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為實(shí)際所需的數(shù)據(jù)類型指針。例如，如果我們需要分配一塊內(nèi)存來(lái)存儲(chǔ)整數(shù)，就需要將 malloc 返回的指針轉(zhuǎn)換為int*類型；如果要存儲(chǔ)字符，就轉(zhuǎn)換為char*類型。

當(dāng)程序調(diào)用 malloc 函數(shù)請(qǐng)求分配內(nèi)存時(shí)，其背后的分配機(jī)制涉及到操作系統(tǒng)與程序之間的協(xié)同工作。操作系統(tǒng)為了有效地管理堆內(nèi)存，通常會(huì)維護(hù)一個(gè)空閑內(nèi)存鏈表，這個(gè)鏈表就像是一個(gè)記錄著所有空閑 “房間”（內(nèi)存塊）的清單。鏈表中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都代表著一塊空閑的內(nèi)存區(qū)域，節(jié)點(diǎn)中包含了該內(nèi)存塊的大小、前后指針等信息，以便操作系統(tǒng)能夠快速地查找和管理這些空閑內(nèi)存。

當(dāng) malloc 函數(shù)被調(diào)用時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)按照一定的算法，通常是首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法或最差適應(yīng)算法等，開(kāi)始遍歷這個(gè)空閑內(nèi)存鏈表。以首次適應(yīng)算法為例，操作系統(tǒng)會(huì)從鏈表的頭部開(kāi)始，依次檢查每個(gè)空閑內(nèi)存塊，尋找第一個(gè)大小大于或等于所需分配大小size的內(nèi)存塊。一旦找到這樣的內(nèi)存塊，操作系統(tǒng)就會(huì)將其從空閑鏈表中移除，并根據(jù)需要對(duì)該內(nèi)存塊進(jìn)行分割。如果找到的空閑內(nèi)存塊比請(qǐng)求的size大，那么操作系統(tǒng)會(huì)將多余的部分重新插入到空閑鏈表中，以便后續(xù)的內(nèi)存分配請(qǐng)求使用。而分割出來(lái)的正好滿足size大小的內(nèi)存塊，就會(huì)被標(biāo)記為已分配，并返回其起始地址給程序，這個(gè)地址就是 malloc 函數(shù)的返回值。通過(guò)這樣的方式，malloc 函數(shù)能夠在堆內(nèi)存中靈活地為程序分配所需的內(nèi)存空間，以滿足各種動(dòng)態(tài)內(nèi)存需求。

下面通過(guò)一段簡(jiǎn)單的 C 語(yǔ)言代碼示例，來(lái)展示 malloc 函數(shù)的具體用法。假設(shè)我們要?jiǎng)討B(tài)分配一個(gè)包含 10 個(gè)整數(shù)的數(shù)組，并對(duì)其進(jìn)行初始化和輸出：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *arr;
    int n = 10;

    // 使用malloc分配內(nèi)存，為n個(gè)整數(shù)分配空間
    arr = (int *)malloc(n * sizeof(int));

    // 檢查內(nèi)存分配是否成功
    if (arr == NULL) {
        printf("內(nèi)存分配失敗\n");
        return 1;
    }

    // 初始化數(shù)組
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = i + 1;
    }

    // 輸出數(shù)組內(nèi)容
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    // 釋放內(nèi)存，避免內(nèi)存泄漏
    free(arr);

    return 0;
}

（2）free函數(shù)

free 函數(shù)與 malloc 函數(shù)緊密配合，是 C 語(yǔ)言中用于釋放動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的關(guān)鍵函數(shù)。其函數(shù)原型為：void free(void *ptr);，這里的ptr參數(shù)是一個(gè)指向先前通過(guò) malloc、calloc 或 realloc 等函數(shù)動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存塊的指針。free 函數(shù)的主要功能就是將ptr所指向的內(nèi)存塊歸還給系統(tǒng)，使其重新成為可供分配的空閑內(nèi)存，以便后續(xù)其他內(nèi)存分配請(qǐng)求使用。

當(dāng)程序調(diào)用 free 函數(shù)釋放內(nèi)存時(shí)，其內(nèi)部的釋放機(jī)制如下：free 函數(shù)首先會(huì)根據(jù)傳入的指針ptr，找到對(duì)應(yīng)的內(nèi)存塊。在 malloc 分配內(nèi)存時(shí)，除了分配用戶請(qǐng)求大小的內(nèi)存空間外，還會(huì)在該內(nèi)存塊的頭部或其他特定位置，記錄一些額外的管理信息，如內(nèi)存塊的大小等。free 函數(shù)通過(guò)這些管理信息，能夠準(zhǔn)確地確定要釋放的內(nèi)存塊的邊界和大小。然后，free 函數(shù)會(huì)將該內(nèi)存塊標(biāo)記為空閑狀態(tài)，并將其重新插入到操作系統(tǒng)維護(hù)的空閑內(nèi)存鏈表中。

如果相鄰的內(nèi)存塊也是空閑狀態(tài)，free 函數(shù)通常會(huì)將它們合并成一個(gè)更大的空閑內(nèi)存塊，這一過(guò)程被稱為內(nèi)存合并。內(nèi)存合并可以有效地減少內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，提高內(nèi)存的利用率。例如，在一個(gè)頻繁進(jìn)行內(nèi)存分配和釋放的程序中，如果不進(jìn)行內(nèi)存合并，隨著時(shí)間的推移，內(nèi)存中可能會(huì)出現(xiàn)大量零散的小空閑內(nèi)存塊，這些小內(nèi)存塊由于無(wú)法滿足較大的內(nèi)存分配請(qǐng)求，而導(dǎo)致內(nèi)存資源的浪費(fèi)。通過(guò)內(nèi)存合并，這些相鄰的小空閑內(nèi)存塊可以合并成一個(gè)較大的空閑內(nèi)存塊，從而提高內(nèi)存的使用效率。

接著上面 malloc 函數(shù)的示例代碼，我們來(lái)看一下 free 函數(shù)的使用：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *arr;
    int n = 10;

    // 使用malloc分配內(nèi)存，為n個(gè)整數(shù)分配空間
    arr = (int *)malloc(n * sizeof(int));

    // 檢查內(nèi)存分配是否成功
    if (arr == NULL) {
        printf("內(nèi)存分配失敗\n");
        return 1;
    }

    // 初始化數(shù)組
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = i + 1;
    }

    // 輸出數(shù)組內(nèi)容
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    // 釋放內(nèi)存，避免內(nèi)存泄漏
    free(arr);
    // 將指針置空，避免懸空指針
    arr = NULL;

    return 0;
}

在這段代碼中，當(dāng)我們使用 malloc 函數(shù)分配內(nèi)存并完成對(duì)數(shù)組的操作后，調(diào)用 free (arr) 來(lái)釋放之前分配的內(nèi)存。需要特別注意的是，在調(diào)用 free 函數(shù)之后，我們將指針arr賦值為NULL 。這是一個(gè)非常重要的操作，因?yàn)槿绻粚⒅羔樦每?，arr就會(huì)成為一個(gè)懸空指針（Dangling Pointer）。懸空指針指向的是一塊已經(jīng)被釋放的內(nèi)存，繼續(xù)使用懸空指針進(jìn)行內(nèi)存訪問(wèn)，會(huì)導(dǎo)致未定義行為，可能引發(fā)程序崩潰、數(shù)據(jù)損壞等嚴(yán)重問(wèn)題。將指針置空后，就可以避免不小心對(duì)已釋放內(nèi)存的訪問(wèn)，提高程序的穩(wěn)定性和安全性。

二、delete 釋放內(nèi)存原理剖析

2.1 delete 的基本用法

在 C++ 的世界里，delete 是釋放內(nèi)存的關(guān)鍵操作符，就像一把神奇的 “內(nèi)存掃帚”，能夠清掃程序中不再需要的內(nèi)存空間。不過(guò)，這把 “掃帚” 的使用方法可是有不少講究的。

（1）單個(gè)對(duì)象的 delete 操作

當(dāng)我們使用 new 操作符在堆上創(chuàng)建一個(gè)單個(gè)對(duì)象時(shí)，就需要使用 delete 來(lái)釋放它所占用的內(nèi)存。來(lái)看一段簡(jiǎn)單的代碼示例：

#include <iostream>
int main() {
    int* ptr = new int;
    *ptr = 10;
    std::cout << "The value of ptr is: " << *ptr << std::endl;
    delete ptr;
    return 0;
}

在這段代碼中，int* ptr = new int;這行代碼在堆上分配了一個(gè)整型大小的內(nèi)存空間，并將其地址賦給了指針ptr。接著，我們給這個(gè)內(nèi)存空間賦值為 10。當(dāng)我們不再需要這個(gè)內(nèi)存空間時(shí)，就使用delete ptr;來(lái)釋放它。這樣，這塊內(nèi)存就可以被系統(tǒng)重新分配給其他需要的地方，就像把一個(gè)不再使用的物品放回倉(cāng)庫(kù)，以便其他人可以再次使用。

（2）數(shù)組對(duì)象的 delete [] 操作

如果我們創(chuàng)建的是一個(gè)數(shù)組對(duì)象，情況就稍有不同了，這時(shí)需要使用delete[]來(lái)釋放內(nèi)存。delete[]專門用于釋放由new[]申請(qǐng)的動(dòng)態(tài)內(nèi)存，也就是對(duì)象數(shù)組指針指向的內(nèi)存。例如：

#include <iostream>
int main() {
    int* arr = new int[5];
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        arr[i] = i + 1;
    }
    std::cout << "The elements of the array are: ";
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    delete[] arr;
    return 0;
}

在這個(gè)例子中，int* arr = new int[5];創(chuàng)建了一個(gè)包含 5 個(gè)整數(shù)的數(shù)組。然后我們對(duì)數(shù)組進(jìn)行了初始化，并輸出了數(shù)組的元素。最后，使用delete[] arr;來(lái)釋放整個(gè)數(shù)組所占用的內(nèi)存空間。這里使用delete[]而不是delete是非常重要的，因?yàn)閐elete[]會(huì)正確地調(diào)用數(shù)組中每個(gè)元素的析構(gòu)函數(shù)（如果是自定義類型的數(shù)組），并釋放整個(gè)數(shù)組的內(nèi)存。

如果錯(cuò)誤地使用delete來(lái)釋放數(shù)組內(nèi)存，雖然對(duì)于基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)組可能不會(huì)立即出現(xiàn)明顯的問(wèn)題，但對(duì)于自定義數(shù)據(jù)類型的數(shù)組，就只會(huì)調(diào)用數(shù)組第一個(gè)對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)，而其他對(duì)象的資源可能無(wú)法正確釋放，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏等嚴(yán)重問(wèn)題。就好比你要拆除一排房子（數(shù)組），delete[]會(huì)一間一間地拆除（調(diào)用每個(gè)對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)），而delete可能只拆除第一間房子，剩下的房子就會(huì)一直留在那里，占用著寶貴的土地資源（內(nèi)存） 。

2.2 delete 簡(jiǎn)單類型原理

當(dāng)delete用于釋放簡(jiǎn)單類型（如基本數(shù)據(jù)類型int、char、double等）的內(nèi)存時(shí)，其原理相對(duì)簡(jiǎn)單。在這種情況下，delete實(shí)際上默認(rèn)只是調(diào)用了free函數(shù)來(lái)釋放內(nèi)存 。這是因?yàn)楹?jiǎn)單類型沒(méi)有復(fù)雜的資源管理需求，它們只占用固定大小的內(nèi)存空間，不需要額外的清理操作。例如：

int* p = new int;
*p = 10;
delete p;

在這段代碼中，new int分配了一個(gè)int類型大小的內(nèi)存空間，并返回指向該空間的指針p。當(dāng)執(zhí)行delete p時(shí)，delete會(huì)調(diào)用free函數(shù)，將p所指向的內(nèi)存歸還給系統(tǒng)，從而完成內(nèi)存的釋放。從功能上來(lái)說(shuō)，在釋放簡(jiǎn)單類型內(nèi)存時(shí)，delete和free的作用是類似的。但需要注意的是，delete是 C++ 的運(yùn)算符，而free是 C 語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，它們的使用場(chǎng)景和語(yǔ)義還是存在一些差異的，在 C++ 中，對(duì)于由new分配的內(nèi)存，應(yīng)該使用delete來(lái)釋放，以保證代碼的一致性和安全性。

2.3 delete復(fù)雜類型原理

當(dāng)面對(duì)復(fù)雜類型（如自定義類、結(jié)構(gòu)體等）時(shí)，delete的工作原理就變得更加復(fù)雜和精細(xì)。對(duì)于復(fù)雜類型，delete在釋放內(nèi)存時(shí)，首先會(huì)調(diào)用對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)，然后再調(diào)用operator delete來(lái)釋放內(nèi)存。析構(gòu)函數(shù)在這個(gè)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，它負(fù)責(zé)清理對(duì)象內(nèi)部所占用的資源，比如動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存、打開(kāi)的文件句柄、網(wǎng)絡(luò)連接等。例如我們有一個(gè)自定義類MyClass：

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        // 構(gòu)造函數(shù)，初始化資源
        data = new int[10];
        std::cout << "MyClass constructor" << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        // 析構(gòu)函數(shù)，釋放資源
        delete[] data;
        std::cout << "MyClass destructor" << std::endl;
    }
private:
    int* data;
};

當(dāng)我們使用new創(chuàng)建MyClass對(duì)象并使用delete釋放時(shí)：

MyClass* obj = new MyClass;
delete obj;

在執(zhí)行delete obj時(shí)，首先會(huì)調(diào)用MyClass的析構(gòu)函數(shù)~MyClass()。在析構(gòu)函數(shù)中，我們看到delete[] data;這一行代碼，它負(fù)責(zé)釋放MyClass對(duì)象內(nèi)部動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組data。只有在析構(gòu)函數(shù)完成對(duì)對(duì)象內(nèi)部資源的清理后，delete才會(huì)調(diào)用operator delete來(lái)釋放obj所指向的內(nèi)存空間，將其歸還給系統(tǒng)堆管理器。如果在釋放復(fù)雜類型對(duì)象時(shí)不調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，那么對(duì)象內(nèi)部的資源就無(wú)法得到正確釋放，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。這也是delete在處理復(fù)雜類型時(shí)與簡(jiǎn)單類型的最大區(qū)別，它通過(guò)析構(gòu)函數(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜對(duì)象生命周期的完整管理，確保對(duì)象占用的所有資源都能被妥善清理和釋放。

2.4 delete [] 與數(shù)組內(nèi)存釋放

當(dāng)我們使用new[]來(lái)分配數(shù)組內(nèi)存時(shí)，情況又有所不同。為了能夠正確地釋放數(shù)組中每個(gè)元素的資源并回收整個(gè)數(shù)組的內(nèi)存，C++ 采用了一種巧妙的機(jī)制。在使用new[]分配數(shù)組內(nèi)存時(shí)，實(shí)際上會(huì)多分配 4 個(gè)字節(jié)（在 32 位系統(tǒng)下，64 位系統(tǒng)可能不同），這 4 個(gè)字節(jié)被用來(lái)記錄數(shù)組的大小。例如：

int* arr = new int[5];

在這個(gè)例子中，new int[5]不僅分配了 5 個(gè)int類型元素所需的內(nèi)存空間，還額外在前面多分配了 4 個(gè)字節(jié)來(lái)保存數(shù)組的大小信息 5。

當(dāng)使用delete[]來(lái)釋放數(shù)組內(nèi)存時(shí)，它會(huì)首先讀取這 4 個(gè)字節(jié)中記錄的數(shù)組大小信息。然后，delete[]會(huì)根據(jù)這個(gè)大小信息，依次逆序調(diào)用數(shù)組中每個(gè)元素的析構(gòu)函數(shù)（如果是自定義類型的數(shù)組），清理每個(gè)元素所占用的資源。最后，delete[]再調(diào)用operator delete[]函數(shù)（其內(nèi)部調(diào)用free函數(shù)），釋放整個(gè)數(shù)組所占用的內(nèi)存空間，包括前面多分配的 4 個(gè)字節(jié)。比如：

delete[] arr;

delete[] arr通過(guò)讀取前面 4 字節(jié)記錄的數(shù)組大小，依次調(diào)用每個(gè)元素的析構(gòu)函數(shù)（如果有），最后釋放整個(gè)數(shù)組內(nèi)存。如果錯(cuò)誤地使用delete而不是delete[]來(lái)釋放數(shù)組內(nèi)存，對(duì)于自定義類型的數(shù)組，就只會(huì)調(diào)用數(shù)組第一個(gè)元素的析構(gòu)函數(shù)，而其他元素的資源無(wú)法得到正確釋放，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏 。所以，在釋放數(shù)組內(nèi)存時(shí)，一定要使用delete[]，以確保內(nèi)存的正確釋放和資源的有效回收 。

三、delete 如何知曉釋放內(nèi)存大小

3.1 new [] 分配內(nèi)存的特殊處理

當(dāng)我們使用new[]來(lái)分配數(shù)組內(nèi)存時(shí)，C++ 編譯器會(huì)進(jìn)行一些特殊的處理。在實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)組數(shù)據(jù)的內(nèi)存塊之前，會(huì)額外多分配 4 個(gè)字節(jié)的空間 。這 4 個(gè)字節(jié)可不是隨便分配的，它們有著至關(guān)重要的作用，那就是用來(lái)記錄數(shù)組中元素的個(gè)數(shù)。比如我們使用int* arr = new int[10];來(lái)分配一個(gè)包含 10 個(gè)int類型元素的數(shù)組，在內(nèi)存中，實(shí)際的布局是這樣的：首先是額外分配的 4 個(gè)字節(jié)，它們存儲(chǔ)著數(shù)值 10，表示數(shù)組元素的個(gè)數(shù)；接著才是真正用于存儲(chǔ) 10 個(gè)int類型數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間。這種在分配內(nèi)存時(shí)預(yù)留空間記錄數(shù)組大小的方式，為后續(xù)delete[]釋放內(nèi)存提供了關(guān)鍵的信息。

3.2 delete [] 讀取內(nèi)存大小信息

當(dāng)我們使用delete[]來(lái)釋放通過(guò)new[]分配的數(shù)組內(nèi)存時(shí)，它會(huì)從內(nèi)存塊的起始位置向前偏移 4 個(gè)字節(jié)（因?yàn)橹皀ew[]分配內(nèi)存時(shí)，在實(shí)際數(shù)據(jù)內(nèi)存塊前多分配了 4 個(gè)字節(jié)來(lái)記錄數(shù)組元素個(gè)數(shù)） 。通過(guò)讀取這 4 個(gè)字節(jié)中的內(nèi)容，delete[]就能準(zhǔn)確得知數(shù)組中元素的個(gè)數(shù)。知道了元素個(gè)數(shù)，delete[]就可以按照正確的次數(shù)調(diào)用數(shù)組中每個(gè)元素的析構(gòu)函數(shù)，將每個(gè)元素占用的資源都清理干凈。

比如對(duì)于一個(gè)包含自定義類型對(duì)象的數(shù)組，每個(gè)對(duì)象在創(chuàng)建時(shí)可能分配了一些資源，如動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存、打開(kāi)的文件句柄等，通過(guò)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，這些資源都能得到妥善釋放。在完成所有元素析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用后，delete[]再將整個(gè)內(nèi)存塊（包括之前記錄元素個(gè)數(shù)的 4 個(gè)字節(jié)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間）歸還給系統(tǒng)，完成內(nèi)存的釋放操作。

3.3示例代碼演示

下面通過(guò)一段具體的代碼來(lái)直觀地展示new[]分配內(nèi)存和delete[]釋放內(nèi)存的過(guò)程：

#include <iostream>
class MyClass {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "MyClass constructor" << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        std::cout << "MyClass destructor" << std::endl;
    }
};
int main() {
    MyClass* arr = new MyClass[3];// 使用new[]分配包含3個(gè)MyClass對(duì)象的數(shù)組
    // 這里可以對(duì)arr數(shù)組進(jìn)行操作
    delete[] arr; // 使用delete[]釋放數(shù)組內(nèi)存
    return 0;
}

在這段代碼中，new MyClass[3]會(huì)分配一段內(nèi)存，在實(shí)際存儲(chǔ) 3 個(gè)MyClass對(duì)象的內(nèi)存塊前，會(huì)有 4 個(gè)字節(jié)用于記錄元素個(gè)數(shù) 3。當(dāng)執(zhí)行delete[] arr時(shí)，它會(huì)先讀取這 4 個(gè)字節(jié)中的數(shù)字 3，然后依次調(diào)用 3 次MyClass的析構(gòu)函數(shù)，輸出 3 次MyClass destructor，最后將整個(gè)內(nèi)存塊釋放。

如果我們錯(cuò)誤地使用delete arr（而不是delete[] arr）來(lái)釋放這個(gè)數(shù)組內(nèi)存，就會(huì)導(dǎo)致程序出現(xiàn)未定義行為，可能引發(fā)程序崩潰，因?yàn)閐elete不會(huì)去讀取前面記錄元素個(gè)數(shù)的 4 個(gè)字節(jié)，也就無(wú)法正確調(diào)用每個(gè)元素的析構(gòu)函數(shù)，從而造成內(nèi)存泄漏和資源未正確釋放的問(wèn)題 。通過(guò)這個(gè)示例代碼，我們可以清晰地看到new[]和delete[]在處理數(shù)組內(nèi)存時(shí)，是如何通過(guò)記錄和讀取內(nèi)存大小信息來(lái)實(shí)現(xiàn)正確的內(nèi)存管理的。

四、delete 釋放內(nèi)存的常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案

4.1內(nèi)存泄漏

在使用delete釋放內(nèi)存時(shí)，最常見(jiàn)的問(wèn)題之一就是內(nèi)存泄漏。當(dāng)我們使用new分配了內(nèi)存，卻忘記使用delete來(lái)釋放它，這些未被釋放的內(nèi)存就會(huì)一直占用系統(tǒng)資源，隨著程序的運(yùn)行，占用的內(nèi)存越來(lái)越多，最終可能導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)存不足，程序運(yùn)行緩慢甚至崩潰。比如下面這段代碼：

void memoryLeakExample() {
    int* ptr = new int;
    // 一些操作
    // 忘記釋放ptr指向的內(nèi)存
}

在這個(gè)函數(shù)中，我們使用new分配了一個(gè)int類型大小的內(nèi)存，但在函數(shù)結(jié)束時(shí)，沒(méi)有調(diào)用delete來(lái)釋放這塊內(nèi)存，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

為了避免內(nèi)存泄漏，我們可以使用智能指針。C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了幾種智能指針，如std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr 。以std::unique_ptr為例，它采用獨(dú)占所有權(quán)的方式管理對(duì)象，當(dāng)std::unique_ptr對(duì)象被銷毀時(shí)，它所指向的對(duì)象也會(huì)被自動(dòng)銷毀。使用智能指針可以大大簡(jiǎn)化內(nèi)存管理，減少人為忘記釋放內(nèi)存的風(fēng)險(xiǎn) 。修改后的代碼如下：

#include <memory>
void properMemoryManagement() {
    std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>();
    // 一些操作
    // 無(wú)需手動(dòng)調(diào)用delete，離開(kāi)作用域時(shí)ptr會(huì)自動(dòng)釋放內(nèi)存
}

在現(xiàn)代 C++ 編程中，推薦使用智能指針來(lái)管理動(dòng)態(tài)內(nèi)存，這樣可以提高代碼的安全性和可靠性。

4.2懸掛指針

當(dāng)我們釋放了內(nèi)存，但指向該內(nèi)存的指針沒(méi)有被置為空指針（nullptr）時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生懸掛指針。懸掛指針指向的是一塊已經(jīng)被釋放的內(nèi)存，再次使用懸掛指針會(huì)導(dǎo)致未定義行為，可能引發(fā)程序崩潰或數(shù)據(jù)損壞等嚴(yán)重問(wèn)題。例如：

int* ptr = new int;
delete ptr;
// ptr現(xiàn)在是一個(gè)懸掛指針，如果再次使用可能導(dǎo)致未定義行為
std::cout << *ptr;

為了避免懸掛指針問(wèn)題，在釋放內(nèi)存后，我們應(yīng)該立即將指針置為nullptr，這樣可以明確表示該指針不再指向有效的內(nèi)存。修改后的代碼如下：

int* ptr = new int;
delete ptr;
ptr = nullptr;

另外，使用智能指針也可以有效避免懸掛指針問(wèn)題，因?yàn)橹悄苤羔樤趯?duì)象生命周期結(jié)束時(shí)會(huì)自動(dòng)釋放內(nèi)存，并且不會(huì)產(chǎn)生懸掛指針。

4.3誤用 delete 與 delete []

在 C++ 中，使用delete和delete[]時(shí)需要特別小心，因?yàn)樗鼈兊氖褂脠?chǎng)景是不同的。delete用于釋放單個(gè)對(duì)象的內(nèi)存，而delete[]用于釋放數(shù)組的內(nèi)存。如果使用delete來(lái)釋放數(shù)組內(nèi)存，或者使用delete[]來(lái)釋放單個(gè)對(duì)象的內(nèi)存，都會(huì)導(dǎo)致未定義行為 。例如：

int* arr = new int[5];
delete arr; // 錯(cuò)誤，應(yīng)使用delete[]

在這段代碼中，我們使用new[]分配了一個(gè)包含 5 個(gè)int類型元素的數(shù)組，但卻使用delete來(lái)釋放內(nèi)存，這是錯(cuò)誤的做法。正確的做法是使用delete[]來(lái)釋放數(shù)組內(nèi)存：

int* arr = new int[5];
delete[] arr;

同樣，如果使用delete[]來(lái)釋放單個(gè)對(duì)象的內(nèi)存，也是錯(cuò)誤的：

int* num = new int;
delete[] num; // 錯(cuò)誤，應(yīng)使用delete

為了避免這類錯(cuò)誤，我們?cè)诜峙鋬?nèi)存時(shí)就要明確是分配單個(gè)對(duì)象還是數(shù)組，然后在釋放內(nèi)存時(shí)使用與之匹配的操作符。

4.4重復(fù)釋放內(nèi)存

對(duì)同一塊內(nèi)存多次執(zhí)行delete或delete[]操作會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的錯(cuò)誤，因?yàn)檫@塊內(nèi)存可能已經(jīng)被釋放，再次釋放會(huì)導(dǎo)致未定義行為，可能引發(fā)程序崩潰。例如：

int* ptr = new int;
delete ptr;
delete ptr; // 重復(fù)釋放，錯(cuò)誤

為了避免重復(fù)釋放內(nèi)存，一種方法是在釋放內(nèi)存后將指針置為nullptr，這樣再次調(diào)用delete時(shí)，delete會(huì)檢查指針是否為nullptr，如果是nullptr，則不會(huì)進(jìn)行釋放操作，從而避免錯(cuò)誤。修改后的代碼如下：

int* ptr = new int;
delete ptr;
ptr = nullptr;
delete ptr; // 不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，因?yàn)閜tr是nullptr

另一種更好的方法是使用智能指針，智能指針會(huì)自動(dòng)管理內(nèi)存的生命周期，避免手動(dòng)管理內(nèi)存帶來(lái)的重復(fù)釋放等問(wèn)題 。例如使用std::unique_ptr：

#include <memory>
std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>();
// 無(wú)需擔(dān)心重復(fù)釋放問(wèn)題，離開(kāi)作用域時(shí)ptr會(huì)自動(dòng)釋放內(nèi)存

通過(guò)以上幾種常見(jiàn)問(wèn)題的分析和解決方案的介紹，希望大家在使用delete釋放內(nèi)存時(shí)能夠更加謹(jǐn)慎，避免這些問(wèn)題的出現(xiàn)，編寫出更加健壯、可靠的 C++ 程序 。

五、Linux內(nèi)存管理面試題

面試題 1：delete 釋放內(nèi)存時(shí)，它是如何知曉需釋放的內(nèi)存大小的？

答案：系統(tǒng)通常會(huì)在分配內(nèi)存時(shí)，于內(nèi)存首地址附近記錄本次分配的內(nèi)存大小等信息。當(dāng)使用 delete 時(shí)，其能依據(jù)這些隱藏記錄定位需釋放的正確范圍。

面試題 2：用 new 分配數(shù)組內(nèi)存，為何需用 delete[] 釋放？

答案：對(duì)于通過(guò) new[] 分配的數(shù)組，delete[] 能識(shí)別內(nèi)存中存儲(chǔ)的數(shù)組長(zhǎng)度信息，針對(duì)自定義類型，其會(huì)正確調(diào)用數(shù)組每個(gè)元素的析構(gòu)函數(shù)，之后釋放整塊內(nèi)存。若誤用 delete，可能僅調(diào)用首個(gè)元素析構(gòu)函數(shù)并釋放部分內(nèi)存，引發(fā)內(nèi)存泄漏或未定義行為。

面試題 3：delete 和 free 釋放內(nèi)存的方式不同，delete 不必手動(dòng)指定大小，free 卻需 malloc 明確大小，為什么？

答案：new 和 delete 是 C++ 操作符，分配時(shí)會(huì)依據(jù)數(shù)據(jù)類型記錄尺寸信息。malloc 和 free 是 C 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，malloc 按用戶傳遞的字節(jié)數(shù)分配，釋放時(shí)無(wú)其他存儲(chǔ)大小的默認(rèn)機(jī)制，需開(kāi)發(fā)者確保邏輯合理，自行匹配已分配的內(nèi)存大小。

面試題 4：若不知道是用 new 還是 new[] 分配的內(nèi)存，該怎么釋放？

答案：必須確定分配方式以對(duì)應(yīng)釋放，否則行為未定義。編程實(shí)踐應(yīng)遵循清晰的內(nèi)存管理規(guī)范，或者用智能指針等自動(dòng)內(nèi)存管理工具規(guī)避這種不確定性。

面試題 5：delete 釋放內(nèi)存后，內(nèi)存大小記錄信息會(huì)被怎么處理？

答案：delete 底層常調(diào)用類似 operator delete 函數(shù)（默認(rèn)實(shí)現(xiàn)會(huì)關(guān)聯(lián) free 等），釋放后，內(nèi)存大小記錄信息所在區(qū)域歸還給空閑內(nèi)存管理系統(tǒng)。其可能被覆蓋重寫，供后續(xù)分配操作重新利用該內(nèi)存空間。

面試題 6：delete 能釋放 malloc 分配的內(nèi)存嗎，它能正確獲取到其內(nèi)存大小嗎？

答案：不能。malloc 和 free 需明確大小，無(wú)適配 delete 獲取大小的內(nèi)置機(jī)制。new/delete 針對(duì) C++ 類型管理含析構(gòu)等邏輯，與 malloc/free 內(nèi)存布局和操作邏輯不同，交叉使用會(huì)引發(fā)未定義行為。

面試題 7：delete 不知道內(nèi)存大小時(shí)能否安全釋放基本數(shù)據(jù)類型數(shù)組？

答案：使用 delete[] 能安全釋放?；绢愋蜔o(wú)析構(gòu)函數(shù)，delete 或 delete[] 都可釋放內(nèi)存空間。不過(guò)，遵循規(guī)范應(yīng)始終用 delete[] 匹配 new[]，以避免基本類型后期被替換成自定義類型后出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。

面試題 8：delete 釋放內(nèi)存時(shí)，不知道內(nèi)存大小，遇到內(nèi)存碎片會(huì)影響釋放嗎？

答案：一般不受影響。內(nèi)存碎片指空閑內(nèi)存分散成小碎片區(qū)域，其影響內(nèi)存分配找連續(xù)可用塊的效率。delete 釋放按已記錄的分配范圍處理，釋放后內(nèi)存管理系統(tǒng)或嘗試合并相鄰空閑區(qū)域減少碎片。

面試題 9：若重載 operator new 改變內(nèi)存分配邏輯，delete 還能正常獲取內(nèi)存大小并釋放嗎？

答案：若重載 operator new，需對(duì)應(yīng)重載 operator delete 維持匹配邏輯。若按特殊方式存儲(chǔ)內(nèi)存大小，重載的 operator delete 需實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)讀取邏輯釋放。否則默認(rèn) delete 處理可能無(wú)法獲取準(zhǔn)確大小，觸發(fā)未定義行為。

面試題 10：delete 是怎么知道釋放自定義類型對(duì)象內(nèi)存大小的？

答案：new 分配自定義類型內(nèi)存時(shí)，依其聲明結(jié)構(gòu)計(jì)算大小。delete 依賴 new 階段存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)類型內(nèi)存分配信息，調(diào)用析構(gòu)函數(shù)后，釋放與該類型尺寸匹配的由 new 保留的整塊內(nèi)存。