C++箴言：使用相同形式的new和delete

下面这段代码有什么问题？

std::string *stringArray = new std::string[100]; ... delete stringArray;

　　每件事看起来都很正常。也为 new 搭配了一个 delete。但是，仍然有某件事情彻底错了。程序的行为是未定义的。直到最后，stringArray 指向的 100 个 string 对象中的 99 个不太可能被完全销毁，因为它们的析构函数或许根本没有被调用。

　　当你使用了一个 new 表达式（也就是说，通过使用 new 动态创建一个对象），有两件事情会发生。首先，分配内存（通过一个被称为 operator new 的函数——参见 Item 49 和 51）。第二，一个或多个构造函数在这些内存上被调用。当你使用一个 delete 表达式（也就是说，使用 delete），有另外的两件事情会发生：一个或多个析构函数在这些内存上被调用，然后内存被回收（通过一个被称为 operator delete 的函数——参见 Item 51）。对于 delete 来说有一个大问题：在要被删除的内存中到底驻留有多少个对象？这个问题的答案将决定有多少个析构函数必须被调用。

　　事实上，问题很简单：将要被删除的指针是指向一个单一的对象还是一个对象的数组？这是一个关键的问题，因为单一对象的内存布局通常不同于数组的内存布局。详细地说，一个数组的内存布局通常包含数组的大小，这样可以使得 delete 更容易知道有多少个析构函数需要被调用。而一个单一对象的内存中缺乏这个信息。你可以认为不同的内存布局看起来如下图，那个 n 就是数组的大小：


　　这当然只是一个例子。编译器并不是必须这样实现，虽然很多是这样的。

　　当你对一个指针使用 delete，delete 知道是否有数组大小信息的唯一方法就是由你来告诉它。如果你在你使用的 delete 中加入了方括号，delete 就假设那个指针指向的是一个数组。否则，就假设指向一个单一的对象。

std::string *stringPtr1 = new std::string; std::string *stringPtr2 = new std::string[100]; ... delete stringPtr1; // delete an object delete [] stringPtr2; // delete an array of objects

　　如果你对 stringPtr1 使用了 [] 形式会发生什么呢？结果是未定义的，但不太可能是什么好事。假设如上图的布局，delete 将读入某些内存的内容并将其看作一个数组的大小，然后开始调用那么多析构函数，不仅全然不顾它在其上工作的内存不是数组，而且还可能忘掉了它正忙着析构的对象的类型。

　　如果你对 stringPtr2 没有使用 [] 形式会发生什么呢？也是未定义的，只不过你不会看到它会引起过多的析构函数被调用。此外，对于类似 int 的内建类型其结果也是未定义的（而且有时是有害的），即使这样的类型没有析构函数。

　　规则很简单。如果你在 new 表达式中使用了 []，你也必须在相应的 delete 表达式中使用 []。如果你在 new 表达式中没有使用 []，在匹配的 delete 表达式中也不要使用 []。

　　当你写的一个类中包含一个指向动态分配的内存的指针，而且提供了多个构造函数的时候，这条规则尤其重要，应镌刻脑海，因为那时你必须小心地在所有的构造函数中使用相同形式的 new 初始化那个指针成员。如果你不这样做，你怎么知道在你的析构函数中应该使用哪种形式的 delete 呢？

　　这个规则对于有 typedef 倾向的人也很值得注目，因为这意味着一个 typedef 的作者必须在文档中记录：当用 new 生成一个 typedef 类型的对象时，应该使用哪种形式的 delete。例如，考虑这个 typedef：

typedef std::string AddressLines[4]; // a person’s address has 4 lines, // each of which is a string

　　因为 AddressLines 是一个数组，这里使用 new，

std::string *pal = new AddressLines; // note that "new AddressLines" // returns a string*, just like // "new string[4]" would

　　必须用 delete 的数组形式进行匹配：

delete pal; // undefined! delete [] pal; // fine

　　为了避免这种混淆，要克制对数组类型使用 typedef。那很简单，因为标准 C++ 库（参见 Item 54）包含 string 和 vector，而且那些模板将对动态分配数组的需要减少到几乎为零。例如，这里，AddressLines 可以被定义为一个 string 的 vector，也就是说，类型为 vector<string>。

　　Things to Remember

　　·如果你在 new 表达式中使用了 []，你必须在对应的 delete 表达式中使用 []。如果你在 new 表达式中没有使用 []，你也不必在对应的 delete 表达式中不使用 []。

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