C/C++语言的标准库函数malloc/free与运算符new/delete的区别

概括地说

1、malloc与free是C++/C的标准库函数，new/delete是C++的运算符，它们都可用于申请动态内存和释放内存。

2、对于非内部数据类型的对象而言，只用malloc/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，对象在消亡之前要自动执行析构函数。而由于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于malloc/free。

3、因此C++语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。注意new/delete不是库函数，而是运算符。

4、new可以认为是malloc加上构造函数的执行。new出来的指针是直接带类型信息的。而malloc返回的都是void指针。

5、C++程序经常要调用C函数，而C程序只能用malloc/free管理动态内存。

 

详细而言

malloc与free是C++/C语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。下面来看他们的区别。

一、操作对象有所不同

    malloc与free是C++/C语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符。对于非内部数据类型的对象而言，光用malloc/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，不能把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。

 

运算符是语言自身的特性，它有固定的语义，而且编译器也知道意味着什么。就像 +-*/ 一样，由编译器解释语义，生成相应的代码。 库函数是依赖于库的，没有库就没有它，也就是一定程度上独立于语言的。理论上，编译器不知道也不关心函数的作用，编译器只保证编译函数，以及调用该函数时参数和返回值符合语法，并生成相应的call调用函数的代码。但实际上，高级些的编译器，都会对标准库自带的一些函数进行特别处理。

二、在用法上也有所不同

①函数malloc的原型如下：

void * malloc(size_t size);

用malloc 申请一块长度为length 的整数类型的内存，程序如下：

int *p = (int *) malloc(sizeof(int) * length);

我们应当把注意力集中在两个要素上：“类型转换”和“sizeof”。

1、malloc返回值的类型是void *，所以在调用malloc时要显式地进行类型转换，将void * 转换成所需要的指针类型。

2、mallo函数本身并不识别要申请的内存是什么类型，它只关心内存的总字节数。

 

函数free的原型如下：

void free( void * memblock );

为什么free 函数不象malloc 函数那样复杂呢？这是因为指针p的类型以及它所指的内存的容量事先都是知道的，语句free(p)能正确地释放内存。如果p是NULL指针，那么free对p无论操作多少次都不会出问题。如果p不是NULL指针，那么free对p连续操作两次就会导致程序运行错误。

②new/delete的使用要点

运算符new使用起来要比函数malloc简单得多，例如

• int *p1 = (int *)malloc(sizeof(int) * length);

• int *p2 = new int[length];

这是因为new 内置了sizeof、类型转换和类型安全检查功能。对于非内部数据类型的对象而言，new在创建动态对象的同时完成了初始化工作。如果对象有多个构造函数，那么new的语句也可以有多种形式。

如果new创建对象数组，那么只能使用对象的无参构造函数。例如：

1. Obj *objects = new Obj[100]; // 创建100 个动态对象

不能写成
在用delete 释放对象数组时，★注意不要丢了符号‘[]’。例如

Obj *objects = new Obj[100](1);// 创建100 个动态对象的同时赋初值1

• delete []objects; // 正确的用法
• delete objects; // 错误的用法

后者相当于delete objects[0]，漏掉了另外99 个对象。

new和malloc区别★

1、new自动计算需要分配的空间，而malloc需要手工计算字节数
2、new是类型安全的，而malloc不是，比如：

• int* p = new float[2]; // 编译时指出错误
• int* p = malloc(2*sizeof(float)); // 编译时无法指出错误

new operator 由两步构成，分别是 operator new 和 construct

3、operator new对应于malloc，但operator new可以重载，可以自定义内存分配策略，甚至不做内存分配，甚至分配到非内存设别上，而malloc无能为力

4、new将调用constructor 构造器，而malloc不能；delete将调用destructor析构器，而free不能。

5、malloc/free要库文件支持，new/delete不要。

 

本质区别

　　malloc/free是c/C++语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符。

对于用户自定义的对象而言，用malloc/free无法满足动态管理对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在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于malloc/free。

    因此，C++需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。

 class Obj
 {
 public :
     Obj( ) { cout << “Initialization” << endl; }
     ~ Obj( ) { cout << “Destroy” << endl; }
     void Initialize( ) { cout << “Initialization” << endl; }
     void Destroy( ) { cout << “Destroy” << endl; }
 };
 void UseMallocFree( )
 {
     Obj * a = (obj * ) malloc( sizeof ( obj ) ); // allocate memory
     a -> Initialize(); // initialization
     // …
     a -> Destroy(); // deconstruction
     free(a); // release memory
 }
 void UseNewDelete( void )
 {
     Obj * a = new Obj;
     // …
     delete a;
 }

代码解释

    类Obj的函数Initialize实现了构造函数的功能，函数Destroy实现了析构函数的功能。函数UseMallocFree中，由于 malloc/free不能执行构造函数与析构函数，必须调用成员函数Initialize和Destroy来完成“构造”与“析构”。
    所以我们不要用 malloc/free来完成动态对象的内存管理，应该用new/delete。由于内部数据类型的“对象”没有构造与析构的过程，对它们而言 malloc/free和new/delete是等价的。

联系
    既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么C++还保留malloc/free呢？

    因为C++程序经常要调用C函数，而C程序只能用malloc/free管理动态内存。

    如果用free释放“new创建的动态对象”，那么该对象因无法执行析构函数而可能导致程序出错。

    如果用delete释放“malloc申请的动态内存”，理论上讲程序不会出错，但是该程序的可读性很差。所以new/delete，malloc/free必须配对使用。

 

参考文献：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6371284401012pqf.html

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