delete和delete[]的理解

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delete用于释放由new创建的单个对象，delete[]用于释放由new创建的数组对象，一般都是配对使用。

但是为什么delete不用于释放数组对象，delete[]为什么不用于释放单个对象，从两者的原理说起。

delete在使用时会经历两步：

调用指针所指向的对象的析构函数
调用free函数回收指针所指向的内存

delete[]也是两步：

调用指针所指向数组中每个对象的析构函数
调用free函数回收指针所指向的内存

两者在第一步都需要调用对象的析构函数，只是一次或是多次的区别，也因此对于数组对象，需要使用delete[]，否则除了第一个数组中第一个对象析构函数被调用，之后的对象都不会调用析构函数，在对象持有指针或是一些系统资源如文件句柄，Socket等时，如果不在析构函数中进行释放，将造成内存泄漏。注意到了吗，上文中有个前提是需要调用析构函数，如果对象不显式存在析构函数，如基本数据类型int，char或是自定义数据类型中不显式定义析构函数，这时候delete和delete[]就没有区别，因为不需要调用析构函数。

class TestA
{
public:TestA() { }virtual ~TestA() { cout << "~A" << endl; }int i;
};class TestB
{
public:TestB() { }//virtual ~TestB() { cout << "~B" << endl; }int i;
};int main() {int* arr = new int[10];delete[] arr;int* arr2 = new int[10];delete arr2;TestB* b = new TestB[10];delete[] b;TestB* bb = new TestB[10];delete bb;TestA* a = new TestA[10];delete[] a;TestA* aa = new TestA[10];delete aa;        //在这里出错
}

~A
~A
~A
~A
~A
~A
~A
~A
~A
~A
~A

一共调用了11次析构函数，在最后一次程序报错。

但在这里还没有解决问题，为什么delete aa会报错呢，按理来说虽然只调用了一次析构函数，之后的对象都没有调用，但也无所谓啊，最多就是对象中的一些资源没有被释放，但分配的内存还是可以由free函数回收掉的。关于这一点我们先思考一个问题，对于delete[]而言，他是如何知道要调用多少个对象的析构函数的，当我们在new[]时，向操作系统申请一块内存，然后调用构造函数，申请的这块内存由操作系统进行管理，它记录内存首地址和长度，这样在调用free时传入首地址进行回收，试想一下，我们知道对象的大小，比如int四个字节，此时操作系统记录了分配内存的总长度，是不是就可以知道有多少个对象了，但可惜的是操作系统并没有提供访问内存长度的接口，也因此无法知道内存长度。所有编译器在分配时，会在数组首地址之前再申请一块空间用于记录数组个数（如果没有析构函数就不需要知道个数，编译器也就不会多申请这块空间），对于x64，这个大小存储在数组首地址的前八个字节，对于x86则是前4个字节

class TestA
{
public:TestA() { }virtual ~TestA() { cout << "~A" << endl; }int i;
};int main() {int* arr = new int[10];cout << *((long long*)arr - 1) << endl;delete[] arr;TestA* a = new TestA[10];cout << *((long long*)a - 1) << endl;delete[] a;}

-144680349937434461
10
~A
~A
~A
~A
~A
~A
~A
~A
~A
~A

对于int数组，由于没有析构函数所有编译器就不会存储数组大小，所有取前8个字节内容是不确定的，而对于a则记录大小为10。此时我们解决一个问题，在分配含有析构函数的自定义对象时，会多申请8个字节用于记录数组大小，方便调用析构函数时知道要调用多少次，所以在使用delete去释放一个数组对象时，由于传入的是数组首地址，但是申请的内存应该是数组首地址再往前8个字节的位置，数组首地址操作系统并未记录，所以会出错，同样的，使用delete[]去释放单个对象，由于他会访问前8个字节取得大小从而决定调用多少次析构函数，这时候行为将会不确定，却决于前8个字节会是什么值，可能会调用很多次析构函数，但在最后free时会出错，因为new对象时记录的是首地址，而不是首地址-8。

可以使用该代码测试操作系统记录的地址

class TestA
{
public:TestA() { }~TestA() { cout << "~A" << endl; }int i;
};int main() {TestA* a = new TestA[10];free((long long*)a - 1);//free(a);  //会出错，因为会多分配8个字节，首地址不为a
}

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