C++中new与delete、malloc与free应用分析

 更新时间:2014年08月15日 10:04:50   投稿:shichen2014  
这篇文章主要介绍了C++中new与delete、malloc与free应用分析,很重要的概念,需要的朋友可以参考下

一般来说,在C/C++的面试时,对于new/delete和malloc/free这两对的使用和区别经常被考查到,如果这种基础的问题都答不上来,估计很难过面试了。本文即是对new/delete和malloc/free这两对的使用和区别较为简单的分析一下,供大家参考。

一、new和delete

new和delete是C++的运算符,用于动态分配内存和释放内存

1.new表达式

标准库定义了operator new函数的几个重载版本,没有使用noexcept说明的版本在内存分配失败时可能会抛出bad_alloc异常,而使用了的不会抛出异常。

void* operator new ( size_t ); 
void* operator new[]( size_t );  
void* operator new ( size_t , const nothrow_t& ) noexcept; 
void* operator new[]( size_t , const nothrow_t& ) noexcept;

当我们使用new表达式时,实际执行了三步操作:

①.new表达式调用上面的operator new(或者operator new[])的标准库函数,函数分配一块足够大的、原始的、未命名的内存空间以便存储特定类型的对象(或者对象的数组)。
②.编译器运行相应的构造函数以构造这些对象,并为其传入初始值。
③.对象被分配了空间并构造完成,返回一个指向该对象的指针。

对于operator new函数或者operator new[]函数来说,它的返回类型必须是void*,第一个形参的类型必须是size_t且该形参不能含有默认实参。当编译器调用operator new或者operator new[]函数时,会把存储指定对象或者指定对象的数组所需的字节数传给size_t形参。

2.delete表达式

标准库也定义了operator delete函数的几个重载版本,noexcept说明符表示在内存分配失败时返回空指针而不是抛出bad_alloc异常。

void operator delete ( void* ) noexcept; 
void operator delete[]( void* ) noexcept; 
void operator delete ( void* , const nothrow_t& ) noexcept; 
void operator delete[]( void* , const nothrow_t& ) noexcept; 

当我们使用delete表达式时,实际执行了两步操作:

①.对指针所指的对象或者所指的数组中的元素执行对应的析构函数。
②.编译器调用operator delete(或者operator delete[])的标准库函数释放内存空间。

对于operator delete函数或者operator delete[]函数来说,它们的返回类型必须是void,第一个形参的类型必须是void*。执行一条delete表达式将调用相应的operator函数,并用指向待释放内存的指针来初始化void*形参。

二、malloc和free

malloc和free是C/C++中的标准库函数,也是用于申请动态内存和释放内存。

void* malloc( size_t size ); 
void free( void* ptr ); 

malloc函数接受一个表示待分配字节数的size_t,返回指向分配空间的指针;如果分配失败,则返回空指针。free函数接受一个void*,它是malloc返回的指针的副本,free将相关内存返还给系统。注意:malloc函数并不会调用构造函数来初始化内存,free函数也不会自动调用析构函数。

三、new和malloc、delete和free的区别

int *p1 = new int;   // 没有初始化列表, 所以没有初始化 
int *p2 = new int();  // 空初始化列表, 执行zero初始化, 所以初始化为0 
int *p3 = new int(3); // 非空初始化列表, 执行值初始化, 所以初始化为3 
// 注:对于没有构造函数的内置类型,new会不会初始化在于有没有初始列表(空列表“()”也算) 
int *p4 = new int[100];   // 分配大小为sizeof(int)*100; 
 
int *p5 = (int*)malloc(sizeof(int)*128); 
double *p6 = (double*)malloc(sizeof(double)*12); 

new和malloc的区别:

①.new是一个运算符,malloc()是一个库函数。

②.new会调用构造函数,而malloc()不会。

③.new返回指定类型的指针,而malloc()返回void*。

④.new会自动计算需要分配的空间,而malloc()需要手工计算字节数。

⑤.new可以被重载,而malloc()不能。

delete p1; 
delete [] p2; 
free(p3); 
free(p4);

delete和free的区别:

①.delete是一个运算符,free()是一个库函数。

②.delete会调用析构函数,而free()不会。

③.delete可以被重载,而free()不能。

总结:

malloc和free是C/C++中的标准库函数,new和delete是C++的运算符。对于非内置数据类型的对象而言,光用maloc/free 无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数, 对象消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free 是库函数而不是运算符,不在编译器控制权限之内,不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加malloc/free。

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