Как оператор new понимает, сколько памяти выделять

1️⃣ Как кратко ответить

Оператор new в C++ выделяет память на основе типа данных, для которого он вызывается. Компилятор вычисляет размер памяти, необходимый для хранения объекта данного типа, используя оператор sizeof, и передает эту информацию в функцию выделения памяти.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Оператор new в C++ используется для динамического выделения памяти в куче. Когда вы используете new, компилятор должен знать, сколько памяти требуется для хранения объекта или массива объектов. Это достигается за счет использования информации о типе данных, для которого выделяется память.

Как это работает

1. Тип данных: Когда вы пишете new Type, компилятор знает, что Type — это тип данных, для которого нужно выделить память. Это может быть встроенный тип, такой как int или double, или пользовательский тип, такой как класс или структура.

2. Вычисление размера: Компилятор использует оператор sizeof для вычисления количества байт, необходимых для хранения объекта данного типа. Например, если Type — это int, и на вашей платформе int занимает 4 байта, то sizeof(Type) вернет 4.

3. Выделение памяти: После вычисления размера компилятор вызывает функцию выделения памяти, которая обычно является стандартной библиотечной функцией, такой как malloc в C. Эта функция получает количество байт, которое нужно выделить, и возвращает указатель на начало выделенного блока памяти.

4. Конструктор (если применимо): Если Type — это класс или структура с конструктором, оператор new также вызывает конструктор для инициализации объекта после выделения памяти.

Пример кода

Рассмотрим пример, где мы выделяем память для объекта класса:

#include <iostream>
​
class MyClass {
public:
    int data;
    MyClass() : data(0) {
        std::cout << "Constructor called" << std::endl;
    }
};
​
int main() {
    // Оператор new выделяет память для одного объекта MyClass
    MyClass* obj = new MyClass;
​
    // Используем объект
    obj->data = 10;
    std::cout << "Data: " << obj->data << std::endl;
​
    // Освобождаем память
    delete obj;
​
    return 0;
}

Объяснение кода

• class MyClass: Определяем класс MyClass с одним членом данных data и конструктором, который инициализирует data в 0 и выводит сообщение.

• MyClass* obj = new MyClass;: Оператор new выделяет память для одного объекта MyClass. Компилятор вычисляет размер объекта MyClass с помощью sizeof(MyClass) и вызывает функцию выделения памяти. После выделения памяти вызывается конструктор MyClass.

• obj->data = 10;: Присваиваем значение члену данных data объекта obj.

• delete obj;: Освобождаем выделенную память. Оператор delete вызывает деструктор (если он определен) и освобождает память, выделенную оператором new.

Зачем это нужно

Динамическое выделение памяти позволяет программам более гибко управлять памятью, особенно когда размер данных неизвестен на этапе компиляции. Это важно для работы с большими объемами данных, создания сложных структур данных и управления ресурсами в реальном времени.