Gotcha #60: Failure to Distinguish Scalar and Array Allocation
Gotcha条款60：没能区分单体内存分配与数组内存分配
单一个Widget与一个Widget数组是等同的吗？当然不是。那为何这么多C++程序员在发现“数组（arrays）与单个量（scalars）采用不同的运算符进行空间的分配和释放”时会感到吃惊？
我们都知道如何对单一个Widget进行空间分配和释放。我们使用new operator和delete operator：
Widget *w = new Widget( arg );
// . . .
delete w;
new operator与C++中大部分其它运算符不同的是，其行为无法经由重载而被改变。new operator总是调用一个名为operator new的函数来（可想而知的）获取一些存储空间，并可能对该空间进行初始化。对于上述代码中Widget的情形，使用new operator将首先导致一个对operator new函数的调用，该函数接收一个size_t型别作为参数，然后唤起Widget构造函数施行于由operator new函数返回的未初始化存储空间，从而产生一个Widget对象。
代码中的delete operator 针对Widget唤起一个析构函数，然后调用一个名为operator delete的函数来（可想而知的）去配“现在已经消失的Widget对象原来所占用的那片存储空间”。
内存分配与去配的行为变化，是经由重载、替换或者隐藏operator new函数与operator delete函数来实现的，而不是通过修改new operator与delete operator的行为使然。
我们同样也知道如何对Widgets数组进行空间分配与释放。但我们不使用new operator和delete operator：
w = new Widget[n];
// . . .
delete [] w;
不同之处在于，这里我们使用了new [] operator和delete [] operator（发音分别为“array new”和“array delete”）。与new和delete相同，array new operator和array delete operator的行为是不可改变的。Array new首先唤起一个名为operator new[]的函数以获取一些存储空间，然后（如果必要的话）从数组的第一个元素直至最后一个元素，对每一个已分配空间的数组元素施行缺省的初始化动作。Array delete首先按照与初始化动作相反的次序销毁数组中的每一个元素，然后唤起一个名为operator delete[]的函数以归还（reclaim）存储空间。
顺带一提：应该注意，使用标准程序库提供的vector而非array，通常是更好的设计决策。vector 的效能几乎与array一样，并且还更加安全、灵活。一般说来，vector可以被看作是“灵巧的”array，与array具有相近的语义。唯有不同的是，vector在被销毁时，其元素是从头到尾被销毁的；而在array中，元素是按照相反的次序被销毁的。
内存管理函数必须妥当的配对使用。如果使用了new来获取存储空间，那么就应该使用delete来释放。如果使用了malloc来获取存储空间，那么就应该使用free来释放。将new和free一起，或者将malloc和delete一起使用于某个特定平台上的某些型别，在有些时候是可以“工作”的，但不存在任何保证使得这样的代码会继续正常工作下去。
int *ip = new int(12);
// . . .
free( ip ); // 错的！
ip = static_cast<int *>(malloc( sizeof(int) ));
*ip = 12;
// . . .
delete ip; // 错的！
数组的分配和删除遵循同样的配对规则。有一个常见的错误就是，使用array new分配一个数组之后又用scalar delete（用于单个量的delete）来进行释放。这种代码正如new和free的错配使用一样，或许在某个特定的情形之下可以侥幸工作，但诚然是不正确的做法，将来很可能会导致错误发生。
double *dp = new double[1];
// . . .
delete dp; // 错的！
应该注意的是，对于使用scalar delete（用于单个量的delete）删除数组的错误做法，编译器不会给出警告，因为其无法区分“指向数组的指针”与“指向单个元素的指针”。一般来说，array new会在为数组分配的内存之邻接位置插入一些额外信息，用以标明存储区块（block）的大小以及所分配数组中包含的元素个数。Array delete正是通过检视这些信息并由此来删除数组的。
（经由array new得到的）这种信息之格式也许不同于经由scalar new得到的信息之格式。如果唤起scalar delete来释放array new分配的存储空间，那么相应的关于空间大小和元素个数的信息就可能被scalar delete错误的解析，从而导致未定义结果——而其本来应该是由array delete进行解析的。Scalar形式的分配与array形式的分配也有可能使用了不同的内存池（memory pools）。倘若如此，那么使用scalar delete向scalar pool归还一片分配于array pool的存储空间，就会导致灾难性的结果。
delete [] dp; // 对了！
这种在array分配与scalar分配两个概念上的闪失大意，也经常出现在用于内存管理的成员函数之设计中：
class Widget {
public:
void *operator new( size_t );
void operator delete( void *, size_t );
// . . .
};
Widget class的作者决心自己定制Widgets内存管理，但是却没有考虑到：array operator new函数和array operator delete函数与其对应的scalar形式的函数（scalar operator new和scalar operator delete），实际上具有不同的名称（译注：scalar形式分别为operator new()和operator delete()；而array形式分别为operator new[]()和operator delete[]()，详见下文所述）。
Widget *w = new Widget( arg ); // OK
// . . .
delete w; // OK
w = new Widget[n]; // oops!
// . . .
delete [] w; // oops!
由于Widget class没有声明operator new[]和operator delete[]函数，因此Widgets数组的内存管理将使用这些函数的global版本。这样可能就造成不正确的行为，而Widget class的作者则应该提供operator new[]和operator delete[]的成员函数版本。
如果事实恰恰相反，上述恰好是意欲之中的正确行为，那么该类别的作者就应该向以后的维护者清楚的说明这个情况；否则的话，维护者就很可能会提供那些“遗失”的函数，试图“修正”这个“问题”。将这种设计决策文档化的最佳方法不是加注释，而是直接通过代码体现：
class Widget {
public:
void *operator new( size_t );
void operator delete( void *, size_t );
void *operator new[]( size_t n )
{ return ::operator new[](n); }
void operator delete[]( void *p, size_t )
{ ::operator delete[](p); }
// . . .
};
Array new和array delete的inline member function版本在运行期不会导致任何额外消耗；同时，即便是最粗心大意的维护者也能不二的确信作者的意图乃是“为Widgets唤起array new和array delete函数的global版本”，而不至于反复猜疑。
