new、delete与malloc、free的详解
内容清单:
1. C语言中的函数malloc和free
2. C++中的运算符new和delete
3. new/delete与malloc/free之间的联系和区别
4. C/C++程序的内存分配介绍
具体介绍:
1、C语言的函数malloc和free
(1)malloc 和 free
函数malloc和free在头文件<stdlib.h>中的原型及参数
void * malloc(size_t size)
动态配置内存,大小有size决定,返回值成功时为任意类型指针,失败时为NULL。
void free(void *ptr)
释放动态申请的内存空间,调用free()后ptr所指向的内存空间被收回。
如果ptr指向未知地方or指向的空间已被收回,则会发生不可预知的错误;
如果ptr为NULL,free不会有任何作用。
(2) C语言中典型用法
T为任意数据类型
T *p = ( T * )malloc( sizeof(T) * n)
if(NULL= =p)
{
printf(“malloc fail!\n”);
……//相关资源收回的处理
exit(-1);
}
… …//此过程不能改变指针p的指向
free(p);
注意:malloc后通常要对返回值进行判断,避免发生不必要的错误。
(3)内存说明
malloc函数动态申请的内存空间是在堆里(而一般局部变量存于栈里),并且该段内存不会被初始化,与全局变量不一样,如果不采用手动free()加以释放,则该段内存一直存在,直到程序退出才被系统释放,所以为了合理使用内存,在不适用该段内存时,应该调用free()。另外,如果在一个函数里面使用过malloc,最好要配对使用free,否则容易造成内存泄露。
2、 C++中的运算符new和delete
new和delete是C++中的运算符,不是库函数,不需要库的支持,同时,它们是封装好的重载运算符,并且可以再次进行重载。
(1)new
new是动态分配内存的运算符,自动计算需要分配的空间,在C++中,它属于重载运算符,可以对多种数据类型形式进行分配内存空间,比如int型、char型、结构体型和类等的动态申请的内存分配,分配类的内存空间时,同时调用类的构造函数,对内存空间进行初始化,即完成类的初始化工作。
(2)delete
delete是撤销动态申请的内存运算符。delete与new通常配对使用,与new的功能相反,可以对多种数据类型形式的内存进行撤销,包括类,撤销类的内存空间时,它要调用其析构函数,完成相应的清理工作,收回相应的内存资源。
(3)典型用法
动态变量格式:
类型 指针名称 = new 类型
int *p = new int; delete p;
char *p = new char; delete p;
类的类型 *p = new 类的类型; delete p;
//注意,指针p存于栈中,p所指向的内存空间却是在堆中。
动态数组格式:
类型 指针名称= new 类型 [数组大小]
Obj * p = new Obj[100]; delete [ ]p;
//注意,new申请数组,delete删除的形式需要加括号“[ ]”,表示对数组空间的操作,总之,申请形式如何,释放的形式就如何。
(4)内存说明。
new申请的内存也是存于堆中,所以在不需要使用时,需要delete手动收回。
3、new/delete与malloc/free之间的联系和区别
(1)malloc/free和new/delete的联系
a)存储方式相同。malloc和new动态申请的内存都位于堆中。申请的内存都不能自动被操作系统收回,都需要配套的free和delete来释放。
b)除了带有构造函数和析构函数的类等数据类型以外,对于一般数据类型,如int、char等等,两组动态申请的方式可以通用,作用效果一样,只是形式不一样。
c)内存泄漏对于malloc或者new都可以检查出来的,区别在于new可以指明是那个文件的那一行,而malloc没有这些信息。
d)两组都需要配对使用,malloc配free,new配delete,注意,这不仅仅是习惯问题,如果不配对使用,容易造成内存泄露。同时,在C++中,两组之间不能混着用,虽说有时能编译过,但容易存在较大的隐患。
(2)malloc/free和new/delete的区别
a)malloc和free返回void类型指针,new和delete直接带具体类型的指针。
b)malloc和free属于C语言中的函数,需要库的支持,而new/delete是C++中的运算符,况且可以重载,所以new/delete的执行效率高些。C++中为了兼用C语法,所以保留malloc和free的使用,但建议尽量使用new和delete。
c)在C++中, new是类型安全的,而malloc不是。例如:
int* p = new char[10]; // 编译时指出错误 delete [ ]p; //对数组需要加中括号“[ ]” int* p = malloc(sizeof(char )*10); // 编译时无法指出错误 free (p); //只需要所释放内存的头指针
d)使用new动态申请类对象的内存空间时,类对象的构建要调用构造函数,相当于对内存空间进行了初始化。而malloc动态申请的类对象的内存空间时,不会初始化,也就是说申请的内存空间无法使用,因为类的初始化是由构造函数完成的。delete和free的意义分别于new和malloc相反。
e)不能用malloc和free来完成类对象的动态创建和删除。
4、C/C++程序的内存分配介绍
(1)栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,一般使用寄存器来存取,效率很高,但是分配的内存容量有限。 一般局部变量和函数参数的暂时存放位置。
(2) 堆内存,亦称动态内存。如malloc和new申请的内存空间。动态内存的生存期由程序员自己决定,使用非常灵活。
(3)全局代码区:从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量,static变量。
(4)常量区:文字常量分配在文字常量区,程序结束后由系统释放。
(5)代码区:存放整个程序的代码,因为存储是数据和代码分开存储的。
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