C++的核心理念之一是RAII，Resource Acquisition Is Initialization，資源獲取即初始化。資源有很多種，記憶體、互斥鎖、文件、套接字等；RAII可以用來實現一種與作用域綁定的資源管理方法（如 ）；這些都不在本文的討論範圍之內。 記憶體是一種資源。從字面上來看，“資源 ...
C++的核心理念之一是RAII，Resource Acquisition Is Initialization，資源獲取即初始化。資源有很多種，記憶體、互斥鎖、文件、套接字等；RAII可以用來實現一種與作用域綁定的資源管理方法（如std::lock_guard）；這些都不在本文的討論範圍之內。
記憶體是一種資源。從字面上來看，“資源獲取”是指在棧或堆上開闢空間，“初始化”是指調用構造函數，“即”的意思是兩者是綁定起來的。對應地，資源銷毀即釋放。這種機制保證了任何函數訪問參數對象時不會訪問到非法地址，除了構造和析構函數以外的任何函數的參數都不會是未初始化的。
然而，C++作為能夠面向底層的語言，允許我們把記憶體獲取與初始化分開來：std::malloc和std::free用於分配和釋放記憶體，定位new表達式和析構函數的顯式調用用於初始化和銷毀對象。
malloc與free
std::malloc用於分配記憶體，std::free用於釋放記憶體，兩者都定義在<cstdlib>中：
void* malloc(std::size_t size);
void free(void* ptr);
比如，我想要分配一個int的動態記憶體，就應該給size填上sizeof(int)，返回值就是指向那個int的指針。如果是數組，就給size乘上元素個數。註意在C++中，從void*到T*的轉換不能是隱式的。
要回收它，把指針傳給free，不需要size：
#include <iostream>
#include <cstdlib>
int main()
{
auto p = static_cast<int*>(std::malloc(sizeof(int) * 10));
p[0] = 1;
p[1] = 2;
std::cout << p[0] << ' ' << p[1] << std::endl;
std::free(p);
}
如果std::malloc過程中發生了錯誤，比如記憶體不足，std::malloc會返回NULL，nullptr的前身。實際使用時都應該考慮這種情況。
std::malloc得到的記憶體必須用free釋放。std::malloc/std::free的記憶體分配與new/delete不互通。
定位new表達式
std::malloc分配的記憶體是未經初始化的，對於int等內置類型可以直接使用，而類類型則未必，需要先初始化才能使用。
我們知道，類的非靜態成員函數都有一個隱式的this指針作為參數，構造函數也不例外，在未初始化的記憶體上構造對象，就是把這塊記憶體的指針作為this傳入構造函數。不幸的是，沒有顯式調用構造函數這種語法：
auto ptr = static_cast<A*>(std::malloc(sizeof(A)));
ptr->A("hello"); // error
（在MSVC中，ptr->A::A("hello");是合法的，但這是非標準的。）
我們需要定位new，它定義在<new>中，需要#include以後才能使用：
void* operator new(std::size_t, void*);
new運算符是可以重載的，new運算符的功能是為new表達式中的構造函數提供this指針。但是定位new不行，它總是忠實地返回它的第二個參數。
定位new表達式有以下形式：
new (ptr) Type;
new (ptr) Type(args);
new (ptr) Type[size];
new (ptr) Type[size]{list};
ptr為要當作this的指針，Type為要構造的類型，args為可能為空的參數列表，size為數組大小（可以動態），list為數組元素列表。
利用定位new，把ptr作為this的構造函數可以這樣調用：
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <utility>
class A
{
public:
A(std::string s) : string(std::move(s))
{
std::cout << "A::A(std::string)" << std::endl;
}
std::string& get()
{
return string;
}
private:
std::string string;
};
int main()
{
auto ptr = static_cast<A*>(std::malloc(sizeof(A)));
// std::cout << ptr->get() << std::endl; // disaster
// ptr->A("hello"); // error
new (ptr) A("hello");
std::cout << ptr->get() << std::endl;
// delete ptr; // disaster
// what's next?
}
不要因為ptr簡單就不加括弧，括弧不是為了什麼運算符優先順序，而是定位new表達式的一部分。
剛纔不是說std::malloc與new不互通嗎？怎麼在std::malloc來的ptr上用定位new了呢？因為定位new根本不插手記憶體分配，和std::malloc是兩回事。
定位new不止可以用於std::malloc來的動態記憶體，甚至可以是局部變數：
char buffer[sizeof(A)];
auto ptr = new (buffer) A("hello");
std::cout << ptr->get() << std::endl;
與常規的new一樣，定位new表達式也返回一個指針，就是Type*類型的ptr。
顯式調用析構函數
上面通過std::malloc得到的ptr，為什麼不能直接std::free呢？因為std::string裡面的資源還沒釋放，正確的做法是調用A的析構函數。
不能對一個對象調用構造函數，那麼析構函數呢？答案是肯定的。只是~在形式上有點怪，尤其是當你把模板參數T換成int後得到ptr->~int()時，後者直接寫是不合法的。
所以對於上面的ptr，要這樣才能釋放所有資源：
ptr->~A();
std::free(ptr);
顯式調用析構函數，就像在幫編譯器做事情一樣。編譯器會不會領情呢？寫個代碼測試一下吧：
#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
class A
{
public:
A(std::string s) : string(std::move(s))
{
std::cout << "A::A(std::string)" << std::endl;
}
std::string& get()
{
std::cout << "A::get()" << std::endl;
return string;
}
~A()
{
std::cout << "A::~A()" << std::endl;
}
private:
std::string string;
};
int main()
{
{
A a("");
a.~A();
}
std::cout << "I'm OK" << std::endl;
}
程式輸出：
A::A(std::string)
A::~A()
A::~A()
I'm OK
看來編譯器並不領情，即使我們調用了析構函數，變數離開作用域時還會再調用一次。儘管在MSVC和GCC中，I'm OK都成功輸出了，std::string都挺住了錯誤的析構，但是這個程式的行為仍然是未定義的。
因此，定位new語句與析構函數的顯式調用必須配對。
