操作员新做什么

What does operator new do?

本文关键字：什么 新做 操作员      更新时间：2023-10-16

我试图弄清楚new是如何工作的：

#include <iostream>
using namespace std;
struct munch{
    int x;
};
int main(){
    munch *a;
    //1
    cout << a << endl;
    cout << a->x << endl;
    //1
    cout << endl;
    //2
    a= new munch;
    cout << a << endl;
    cout << a->x << endl;
    //2
    cout << endl;
    //3
    a= new munch;
    cout << a << endl;
    cout << a->x << endl;
    //3
}

1、2 和 3 有什么区别？为什么operator new提供了构造新位置的指针，但不更改a->x的值？但是在调用new的第一个实例之前，它的值与调用new一次后的值不同？

在1中，你已经声明了一个指向munch的指针，但还没有初始化它。因此，cout << a << endl;和cout << a->x << endl;都是未定义的行为，因为它们尚未初始化。在2和3（在代码方面找不到两者之间的差异）中，第一行cout << a << endl;现在是定义的行为，因为您已经通过a = new munch;分配了内存地址a。但是，a->x仍未初始化（您从未使用类似 a->x = 5; 的东西来设置它），因此cout << a->x << endl;这两种情况下仍然是未定义的行为。

在第一种情况下，您正在读取一个未初始化的指针，这是未定义的行为（a和a->x都是未定义的）。

在另外两个示例中，重要的是munch是普通旧数据。这意味着new munch不会初始化新分配的结构的字段。因此，阅读a->x也会导致未定义的行为。

C++这一点，您可以向munch添加一个构造函数，该构造函数将初始化x并使示例 2 和 3 定义良好。

[1] 是未定义的行为，因为它试图取消引用未初始化的指针。

[2] 和 [3] 是相同的，可能会导致未定义的行为，尽管至少您会在结构中获得字段的垃圾值。

更多关于 [2] 和 [3] 的标准说：

C 1999 标准在 6.7.8 10 中说："如果未显式初始化具有自动存储持续时间的对象，则其值不确定。

此外，如果 lvalue 指定了一个自动存储持续时间的对象，该对象本可以使用寄存器存储类声明（从未获取其地址），并且该对象未初始化（未使用初始值设定项声明，并且在使用之前未对其执行任何赋值），则行为是未定义的。

首先，让我们澄清一下你的语义。

请注意，语言中既有 new 表达式，也有运算符 new。

定义了各种形式的operator new，例如放置的、不可抛出的全局的和可替换的全局的。

新表达式包括调用其中一个分配函数，然后执行指示的任何初始化。
如果第二部分失败，也会调用相应的反初始化函数。

那么，让我们来看看你有什么：

在一种情况下，仅读取未初始化的非静态（因此不确定）指针就是未定义的行为。

在情况 2 和 3 中，由于 munch 是 POD 类型，因此 new-expression 不会导致构造函数调用，这意味着所有成员都保持未初始化状态，因此读取munch::x为 UB。

当你声明一个变量struct munch时，编译器所做的是，它只是获取大小相当于sizeof(munch)的内存块，并为其分配一个你给出的名称。

但是在指针声明的情况下，编译器只是为内存位置命名，并且在显式指定之前不会分配任何内存（使用new运算符）。

例如：

munch *a;

此语句将简单地将名称a分配给内存位置。因此，cout<<a将打印该内存地址。

当你这样做cout<<a->x它会给你运行时错误，因为你没有分配空间。所以你现在没有任何价值。

//阿拉伯数字

首先，将给出a指向的新内存位置。并且内存将分配给new运算符。struct内的变量将具有默认值，这些默认值已在分配的内存位置存在。

因此，当您执行cout<<a时，它将打印a的新位置。当你做cout<<a->x时，它现在会给出一些随机值。如果你一次又一次地编译和运行程序，你每次可能会得到不同的值。

/

/3

就像案例#2一样，同样的事情也会发生。首先，将选择新的内存位置，a将指向该位置。然后，您的结果将被打印，但由于内存位置不同，这些值可能与情况#2不同。

因为x的值是一个垃圾值，因为你没有在任何地方初始化它。a的第一个值也是垃圾，你也没有在任何地方指出它。

new运算符从操作系统请求内存段并调用类构造函数，返回指向该内存的指针并将其地址存储在变量中。

由于munch没有构造函数，因此它永远不会初始化x。

你

所有的代码都有未定义的行为，所以你永远不应该那样做，使用munch结构和动态内存分配的正确方法是

munch *a;
a = new munch;
a->x = SOME_INITIAL_VALUE;
std::cout << "address of a : " << a << std::endl;
std::cout << "value of a->x: " << a->x << std::endl;

或者向结构中添加构造函数，您可以在其中初始化x 

struct munch 
{
    public:
        munch(int initial_x = SOME_INITIAL_VALUE) : x(initial_x) {}
        int x;
};
munch *a;
a = new munch;
std::cout << "address of a : " << a << std::endl;
std::cout << "value of a->x: " << a->x << std::endl;

new 运算符为堆上的实例分配内存并返回指针。 对于您的代码，1. 在堆栈上分配一个项目。 2 和 3 在堆上分配项目。 当我运行您提供的代码时，我在所有 3 个实例（CodeLite/MingGW）中都获得了不同的 x 值：

0x417d7e

1528349827

0x8f6bd8

12

0x8f6be8

14

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