衆所周知，如果我們使用new向系統申請了內存，我們應該使用指針指向這一塊內存，俾能我們使用結束後，通過delete該指針釋放此內存資源。
如果理解只達到這種程度，在內存管理稍微複雜一點時便一定會束手無策。總有一些事情比其他事情更基本一點，現在我來談談當我們new和delete之後到底發生了什麼。
C++中的五種內存
在C++中內存分爲五個區：堆、棧、自由存儲區、全局/靜態存儲區和常量存儲區。
- 堆區：用戶使用new獲得的內存在這裏。用戶需要自行管理其聲明週期，也就是說一個new要對應一個delete，如果因爲某些原因（之後我會說明一些可能的原因）內存沒有被釋放，那麼在程序結束後，會由操作系統自行回收，這顯然不是我們想看到的。
- 棧區：存儲局部變量、函數參數等，比方說你在某個函數裏定義了一個int變量a，這個a就存放在棧區。這塊內存的生命週期由系統管理，不需要我們去操心。
- 自由存儲區：用malloc分配的內存放置在這裏。這塊內存和堆很相似，不過是使用free來釋放內存的。
- 全局/靜態存儲區：存放全局變量和靜態變量。
- 常量存儲區：存放常量，不允許更改。
new和delete
回到我們的主題。先看一段代碼：
int *p = new int;
cout << *p << endl;//輸出-842150451
cout << &p << endl;//輸出004FFC14
*p = 1;
cout << *p << endl;//輸出1
cout << &p << endl;//輸出004FFC14
delete p;
cout << *p << endl;//輸出-572662307
cout << &p << endl;//輸出004FFC14
首先聲明瞭一個整形指針指向我們新開闢的內存，但沒有將其顯示初始化也沒有爲其賦值。
輸出*p顯示爲-842150451。嗯，看起來這是編譯器爲我們默認初始化的值。
輸出&p顯示爲004FFC14，現在我們知道了我們開闢的內存在哪裏。
接下來我們將p指向的值定義爲1。
輸出*p顯示爲1，很好，這正是我們所期望的。
輸出&p顯示爲004FFC14，內存地址沒有變化。
接着我們delete p，之後發生了什麼呢？
輸出*p顯示-572662307。對p調用delete後我們仍然能取到一個值！
輸出&p顯示004FFC14。哇！還是原來的地址。
從此我們可以看出，delete指針並非將該指針棄置不用，而是將其指向的內存中的數據清除，但是指針仍然指向原來的內存！
那麼如果我們想按照delete的英文本意，把這個指針從世界上徹底銷燬，需要怎麼做呢？
p = nullptr;
cout << *p << endl;//程序到此停止執行
cout << &p << endl;
將p的值賦爲nullptr，現在這個指針才被銷燬了。注意這裏取一個空指針的地址和值的行爲，其結果將是未定義的。
神奇的定值
我發現申請相同類型的內存時，編譯器都會分配給其一個定值，對於int該值爲前面提到的-842150451。同樣delete掉指針後，也會有一個定值爲-572662307。我分析了一下其原碼和補碼，沒發現有什麼特殊的，如果你知道這些數字的意義請留言告訴我，謝謝。
關於動態數組
如果要動態分配一個數組，要在類型名後跟一對方括號，在其中指明要分配的對象的數目，其類型必須是整形但不必是常量。其返回值爲指向數組第一個對象的指針。
int* p = new int[get_size()];
注意這裏分配的內存實際上並不是一個數組類型（也不存在這樣的類型），因此不能對動態數組調用begin或end，也不能使用範圍
for語句來處理其中的元素。
爲了釋放動態數組，我們要使用一種特殊形式的delete——在指針前面加上一個空方括號。
delete [] p;
如果這裏我們忘記了方括號，其結果將是未定義的。
再深入一點
class A {
;
};
A* pA = new A;
delete pA;
這裏發生了什麼呢？實際上，這段程序裏面隱含調用了一些我們沒有看到的東西，那就是：
static void* operator new(size_t sz);
static void operator delete(void* p);
值得注意的是，這兩個函數都是static的，所以如果我們重載了這2個函數（我們要麼不重載，要重載就要2個一起行動），也應該聲明爲static的，如果我們沒有聲明，系統也會爲我們自動加上。另外，這是兩個內存分配原語，要麼成功，要麼沒有分配任何內存。
回到主題，new A;實際上做了2件事：調用opeator new，在自由存儲區分配一個sizeof(A)大小的內存空間；然後調用構造函數A()，在這塊內存空間上類磚砌瓦，建造起我們的對象。同樣對於delete，則做了相反的兩件事：調用析構函數~A()，銷燬對象，調用operator delete，釋放內存。
使用new_handler處理異常
當operator new無法滿足某一內存分配需求時，它會拋出異常。某些舊式編譯器會在此時返回一個null指針，但是現在我們可以使用new_handler定製異常處理行爲。
new_handler是個typedef，定義一個指針指向函數，該函數沒有參數也不返回任何東西。
我們使用set_new_handler函數，其參數是個指針，指向operator new無法分配足夠內存時該被調用的函數。其返回值也是個指針，指向set_new_handler被調用前正在執行（但馬上就要被替換）的那個new_handler函數。
更詳盡的內容推薦閱讀《Effective C++》一書的條款49。
使用智能指針
如果可以，我們應該使用STL提供的shared_ptr和unique_ptr替換原始指針，這樣我們可以不用自行管理內存的生命週期，獲得類似JAVA和C#的自動內存回收體驗。
shared_ptr<int> p = make_shared<int>(1);
shared_ptr<int> q(new int(2));
注意：
- 不要使用相同的內置指針初始化（或reset）多個智能指針。
- 不delete get()返回的指針
- 不適用get()初始化或reset另一個智能指針
- 如果使用了get()返回的指針，記住當最後一個對應的智能指針銷燬後，你的指針就變爲無效了。
- 不過你使用智能指針管理的資源不是new分配的內存，記住傳遞給它一個刪除器。
allocator類
該類幫助我們將內存分配和對象構造分離開來，它分配的內存是原始的、未構造的。
allocator<string> alloc;//可以分配string的allocator對象
auto const p = alloc.allocate(n);//分配n個未初始化的string
malloc/free
從C程序員轉換過來的C++程序員總是有個困惑：new/delete到底究竟和C語言裏面的malloc/free比起來有什麼優勢？或者是一樣的？
- malloc/free只是對內存進行分配和釋放；new/delete還負責完成了創建和銷燬對象的任務。
- new的安全性要高一些，因爲他返回的就是一個所創建的對象的指針，對於malloc來說返回的則是void*，還要進行強制類型轉換，顯然這是一個危險的漏洞。
- 我們可以對new/delete重載，使內存分配按照我們的意願進行，這樣更具有靈活性，malloc則不行。
不過，new/delete也並不是十分完美，大概最大的缺點就是效率低（針對的是缺省的分配器），原因不只是因爲在自由存儲區上分配（和棧上對比），而且new只是對於堆分配器（malloc/realloc/free）的一個淺層包裝，沒有針對小型的內存分配做優化。另外缺省分配器具有通用性，它管理的是一塊內存池，這樣的管理往往需要消耗一些額外空間。我們可以針對new/delete進行重寫以追求更高的效率，對於這方面更深入的探討可以參考《Effective C++》第八章。