Effective C++ 学习笔记 条款16 成对使用new和delete时要采取相同形式

以下动作有什么错？

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

每件事看起来都井然有序，使用了new，也搭配了对应的delete。但还是有某样东西完全错误：你的程序行为未定义。至少，stringArray所含的100个string对象中的99个不太可能被适当删除，因为它们的析构函数很可能没被调用。

当你使用new（即通过new动态生成一个对象），有两件事发生。第一，内存被分配出来（通过名为operator new的函数，见条款49和51）。第二，针对此内存会有一个（或更多）构造函数被调用。当你使用delete，也有两件事发生：针对此内存会有一个（或更多）析构函数被调用，然后内存才被释放（通过名为operator delete的函数，见条款51）。delete的最大问题在于：即将被删除的内存内究竟存有多少对象？这个问题的答案决定了有多少个析构函数必须被调用。

实际上这个问题可以更简单些：即将被删除的那个指针，所指的是单一对象还是对象数组？这是个必不可缺的问题，因为单一对象的内存布局一般而言不同于数组的内存布局。更明确地说，数组所用的内存通常包括“数组大小”的记录，以便delete知道需要调用多少次析构函数。单一对象的内存则没有这笔记录。你可以把两种不同的内存布局想象如下，其中n是数组大小：

当然啦，这只是个例子。编译器不需非得这么实现不可，虽然很多编译器的确是这样做的。

当你对着一个指针使用delete，唯一能够让delete知道内存中是否存在一个“数组大小记录”的办法就是：由你来告诉他。如果你使用delete时加上中括号（方括号），delete便认定指针指向一个数组，否则它便认定指针指向单一对象：

std::string *stringPtr1 = new std::string;
std::string *stringPtr2 = new std::string[100];
// ...
delete stringPtr1;    // 删除一个对象
delete[] stringPtr2;    // 删除一个由对象组成的数组

如果你对stringPtr1使用“delete[]”形式，会发生什么事？结果未定义，但不太可能让人愉快。假设内存布局如上，delete灰度区若干内存并将它解释为“数组大小”，然后开始多次调用析构函数，浑然不知它所处理的那块内存不但不是个数组，并且或许那块内存中并未存有它正忙着销毁的那种类型的对象。

如果你没有对stringPtr2使用“delete[]”形式，又会发生什么事呢？其结果也未定义，但你可以猜想可能导致太少的析构函数被调用。这对内置类型如int也未有定义（甚至有害），即使这类类型并没有析构函数。

游戏规则很简单：如果你调用new时使用[]，你必须在对应调用delete时也使用[]。如果你调用new时没有使用[]，那么也不该在对应调用delete时使用[]。

当你撰写的class含有一个指针指向动态分配内存，并提供多个构造函数时，上述规则尤其重要，因为这种情况下你必须小心地在所有构造函数中使用相同形式的new将指针成员初始化。如果没有这样做，又如何知道该在析构函数中使用什么形式的delete呢？

这个规则对于喜欢使用typedef的人也很重要，因为它意味typedef的作者必须说清楚，当程序员以new创建该种typedef类型对象时，该以哪一种delete形式删除之。考虑下面这个typedef：

typedef std::string AddressLines[4];    // 每个人的地址有4行，每行是一个string

由于AddressLines是个数组，如果这样使用new：

std::string *pal = new AddressLines;    // 注意，“new AddressLines”返回一个string *，就像“new string[4]”一样

那就必须匹配“数组形式”的delete：

delete pal;    // 未定义行为
delete[] pal;    // 很好

为避免诸如此类的错误，最好尽量不要对数组形式做typedef动作。这很容易达成，因为C++标准程序库（条款54）含有string、vector等templates，可将数组的需求降至几乎为零。例如你可以将本例的AddressLines定义为“由string组成的一个vector”，即其类型为vector<string>。

请记住：
如果你在new表达式中使用[]，必须在相应的delete表达式中也使用[]。如果你在new表达式中不使用[]，一定不要在相应的delete表达式中使用[]。