C++的new函数及空间扩容

Question

C++中的new有realloc的作用吗？如果没有什么可以代替realloc

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在C++中，new运算符主要用于动态内存分配，它不直接提供像C语言中的realloc那样的功能，即在不改变指针地址的情况下调整已分配内存块的大小。但是，你可以通过一些策略来实现类似的功能。

一种方法是先释放原有的内存，然后为更大的内存块重新申请。这可能会导致数据丢失，因为你需要手动复制已有的数据到新的内存位置。以下是这种方法的一个示例：

#include <iostream>
#include <cstdlib>

class MyClass {
public:
    int value;
};

int main() {
    // 分配一个MyClass对象的空间
    MyClass* myObject = new MyClass;

    // 设置值
    myObject->value = 42;

    // 假设我们需要更多的空间
    size_t newSize = sizeof(MyClass) * 2; // 想要两倍大的空间

    // 释放原来的内存
    delete myObject;

    // 为新的内存块申请空间
    try {
        myObject = new MyClass[newSize];
    }
    catch (std::bad_alloc& e) {
        std::cerr << "Memory allocation failed: " << e.what() << '\n';
        return EXIT_FAILURE;
    }

    // 复制数据到新内存
    for (size_t i = 0; i < newSize / sizeof(MyClass); ++i) {
        new (&myObject[i]) MyClass(*myObject);
    }

    // 现在你可以访问并修改新内存区域了
    myObject[1].value = 99;

    // 不要忘记正确地删除数组
    for (size_t i = 0; i < newSize / sizeof(MyClass); ++i) {
        myObject[i].~MyClass();
    }
    delete[] myObject;

    return 0;
}

另一种更安全但可能效率稍低的方法是使用std::unique_ptr和std::make_unique_with_allocator，配合std::allocator的重载版本来实现内存扩张。然而，这种方法并不常见，因为通常情况下你会使用容器类（如std::vector）来自动管理内存和增长空间。

如果你想要类似于realloc的行为，并且不想手动处理内存管理和数据复制，那么建议使用std::vector，它会自动管理内存并在需要时进行扩展。例如：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec(10); // 创建一个包含10个元素的向量

    // 向量内部已经预留了一定的额外空间用于扩展，所以这个操作不会立即触发 resize
    vec.push_back(42);

    // 如果扩展到了预先预留的空间之外，std::vector会自动增加容量
    vec.resize(20, 0); 

    // 现在你可以访问vec[19]并赋值
    vec[19] = 99;

    return 0;
}

在这个例子中，std::vector会自动在需要时扩大其容量，而无需用户显式地处理内存分配和数据复制。