---

第一讲：primitives

四种内存分配与释放

在编程时可以通过上图的几种方法直接或间接地操作内存。下面将介绍四种C++内存操作方法：

1.::operator new()调用malloc,::operator delete()调用free

2.通常可以使用malloc和new来分配内存，当然也可以使用::operator new()（是一个全局函数）和分配器allocator来操作内存，下面将具体介绍这些函数的使用方法。对于不同的编译器，其allocate函数的接口也有所不同：

对于GNU C，不同版本又有所不同：

这张图中的__gnu_cxx::__pool_alloc().allocate()对应于上张图中的allocator().allocate()。

通过malloc和new分配内存、通过free和delete释放内存是十分常用的，通过::operator new操作内存比较少见，allocator分配器操作内存在STL源码中使用较多，对于不同的编译环境使用也有所不同。下面这个例子是基与VS2019环境做测试的

#include <iostream>
#include <complex>
#include <memory>//std::allocatorusing namespace std;
namespace jj01
{void test_primitives1(){cout << "\ntest_primitives().......... \n";void* p1 = malloc(512);//512 bytesfree(p1);complex<int>* p2 = new complex<int>;//one object一个单元delete p2;void* p3 = ::operator new(512);//512 bytes::operator delete(p3);//以下使用 C++ 標準庫提供的 allocators。//其接口雖有標準規格，但實現廠商並未完全遵守；下面三者形式略異。
#ifdef _MSC_VER//VC接口//以下兩函數都是 non-static，定要通過 object 調用。以下分配 3 個 ints.//allocator<int>()临时对象int* p4 = allocator<int>().allocate(3, (int*)0);p4[0] = 666;p4[1] = 999;p4[2] = 888;cout << "p4[0] = " << p4[0] << endl;cout << "p4[1] = " << p4[1] << endl;cout << "p4[2] = " << p4[2] << endl;//还内存的时候还要把当初分配内存大小表明，这种事情只有容器可以做到allocator<int>().deallocate(p4, 3);
#endif // _MSC_VER}
}int main(void)
{jj01::test_primitives1();return 0;
}

test_primitives()..........
p4[0] = 666
p4[1] = 999
p4[2] = 888

可见 int* p4 = allocator().allocate(3, (int*)0) 操作成功申请了三个int的空间。

基本构件之 new/delete expression

1、内存申请

上面这张图揭示了new操作背后编译器做的事：

1、第一步通过operator new()操作分配一个目标类型的内存大小，这里是Complex的大小；
2、第二步通过static_cast 将得到的内存块强制转换为目标类型指针，这里是Complex*
3、第三版调用目标类型的构造方法，但是需要注意的是，直接通过pc->Complex::Complex(1, 2)这样的方法调用构造函数只有编译器可以做，用户这样做将产生错误。

值得注意的是，operator new()操作的内部是调用了malloc()函数。

2、内存释放

同样地，delete操作第一步也是调用了对象的析构函数，然后再通过operator delete()函数释放内存，本质上也是调用了free函数。

3、模拟编译器直接调用构造和析构函数

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>//std::allocatorusing namespace std;
namespace jj02
{class A{public:int id;A():id(0) { cout << "default ctor. this=" << this << " id=" << id << endl; }A(int i):id(i) { cout << "ctor. this=" << this << " id=" << id << endl; }~A() { cout << "dtor. this=" << this << " id=" << id << endl; }};void test_call_all_ctor_directly(){cout << "\ntest_call_ctor_directly().......... \n";string* pstr = new string;cout << "str= " << *pstr << endl;//! pstr->string::string("jjhou");  //[Error] 'class std::basic_string<char>' has no member named 'string'//! pstr->~string();	//crash -- 其語法語意都是正確的, crash 只因為上一行被 remark 起來嘛.  cout << "str= " << *pstr << endl;A* pA = new A(1);cout << pA->id << endl;   	//1pA->A::A(3);cout << pA->id << endl;//!	pA->A::A(3);                //in VC6 : ctor. this=000307A8 id=3//in GCC : [Error] cannot call constructor 'jj02::A::A' directlyA::A(5);//!	A::A(5);	  				//in VC6 : ctor. this=0013FF60 id=5//         dtor. this=0013FF60  	//in GCC : [Error] cannot call constructor 'jj02::A::A' directly//         [Note] for a function-style cast, remove the redundant '::A'cout << pA->id << endl;   	//in VC6 : 3//in GCC : 1  	delete pA;//simulate newvoid* p = ::operator new(sizeof(A));cout << "p=" << p << endl; 	//p=000307A8pA = static_cast<A*>(p);pA->A::A(2);//!	pA->A::A(2);				//in VC6 : ctor. this=000307A8 id=2//in GCC : [Error] cannot call constructor 'jj02::A::A' directly  	cout << pA->id << endl;     //in VC6 : 2//in GCC : 0  	//simulate deletepA->~A();//先析构::operator delete(pA);//free()再释放内存}
}int main(void)
{jj02::test_call_all_ctor_directly();return 0;
}

test_call_ctor_directly()..........
str=
str=
ctor. this=0149D1C8 id=1
1
ctor. this=0149D1C8 id=3
3
ctor. this=0118FB48 id=5
dtor. this=0118FB48 id=5
3
dtor. this=0149D1C8 id=3
p=0149FED0
ctor. this=0149FED0 id=2
2
dtor. this=0149FED0 id=2

Array new

第二讲：malloc/free

第三讲：std::allocator

第四讲：other allocators

第五讲：loki::allocator