转自http://www.cnblogs.com/QG-whz/p/5140930.html

前言

几个星期前去面试C++研发的实习岗位,面试官问了个问题:

new与malloc有什么区别?

这是个老生常谈的问题。当时我回答new从自由存储区上分配内存,malloc从堆上分配内存;new/delete会调用构造函数/析构函数对对象进行初始化与销毁;operator new/delete可以进行重载;然后强行分析了一下自由存储区与堆的区别。回来后感觉这个问题其实回答得不怎么好,因为关于new与malloc的区别实际上很多。面试期间刚好是刚期末考完,之后是几个课设没时间去整理。今天花了点时间整理下这个问题。

new与malloc的10点区别

1. 申请的内存所在位置

new操作符从自由存储区(free store)上为对象动态分配内存空间,而malloc函数从上动态分配内存。自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念,凡是通过new操作符进行内存申请,该内存即为自由存储区。而堆是操作系统中的术语,是操作系统所维护的一块特殊内存,用于程序的内存动态分配,C语言使用malloc从堆上分配内存,使用free释放已分配的对应内存。

那么自由存储区是否能够是堆(问题等价于new是否能在堆上动态分配内存),这取决于operator new 的实现细节。自由存储区不仅可以是堆,还可以是静态存储区,这都看operator new在哪里为对象分配内存。

特别的,new甚至可以不为对象分配内存!定位new的功能可以办到这一点:

new (place_address) type

place_address为一个指针,代表一块内存的地址。当使用上面这种仅以一个地址调用new操作符时,new操作符调用特殊的operator new,也就是下面这个版本:

void * operator new (size_t,void *) //不允许重定义这个版本的operator new

这个operator new不分配任何的内存,它只是简单地返回指针实参,然后右new表达式负责在place_address指定的地址进行对象的初始化工作。

2.返回类型安全性

new操作符内存分配成功时,返回的是对象类型的指针,类型严格与对象匹配,无须进行类型转换,故new是符合类型安全性的操作符。而malloc内存分配成功则是返回void * ,需要通过强制类型转换将void*指针转换成我们需要的类型。
类型安全很大程度上可以等价于内存安全,类型安全的代码不会试图方法自己没被授权的内存区域。关于C++的类型安全性可说的又有很多了。

3.内存分配失败时的返回值

new内存分配失败时,会抛出bac_alloc异常,它不会返回NULL;malloc分配内存失败时返回NULL。
在使用C语言时,我们习惯在malloc分配内存后判断分配是否成功:

int *a  = (int *)malloc ( sizeof (int ));
if(NULL == a)
{
...
}
else
{
...
}

从C语言走入C++阵营的新手可能会把这个习惯带入C++:

int * a = new int();
if(NULL == a)
{
...
}
else
{
...
}

实际上这样做一点意义也没有,因为new根本不会返回NULL,而且程序能够执行到if语句已经说明内存分配成功了,如果失败早就抛异常了。正确的做法应该是使用异常机制:

try
{
int *a = new int();
}
catch (bad_alloc)
{
...
}

如果你想顺便了解下异常基础,可以看http://www.cnblogs.com/QG-whz/p/5136883.htmlC++ 异常机制分析。

4.是否需要指定内存大小

使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小,编译器会根据类型信息自行计算,而malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。

class A{...}
A * ptr = new A;
A * ptr = (A *)malloc(sizeof(A)); //需要显式指定所需内存大小sizeof(A);

当然了,我这里使用malloc来为我们自定义类型分配内存是不怎么合适的,请看下一条。

5.是否调用构造函数/析构函数

使用new操作符来分配对象内存时会经历三个步骤:

  • 第一步:调用operator new 函数(对于数组是operator new[])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。
  • 第二步:编译器运行相应的构造函数以构造对象,并为其传入初值。
  • 第三部:对象构造完成后,返回一个指向该对象的指针。

使用delete操作符来释放对象内存时会经历两个步骤:

  • 第一步:调用对象的析构函数。
  • 第二步:编译器调用operator delete(或operator delete[])函数释放内存空间。

总之来说,new/delete会调用对象的构造函数/析构函数以完成对象的构造/析构。而malloc则不会。如果你不嫌啰嗦可以看下我的例子:

class A
{
public:
A() :a(1), b(1.11){}
private:
int a;
double b;
};
int main()
{
A * ptr = (A*)malloc(sizeof(A));
return 0;
}

在return处设置断点,观看ptr所指内存的内容:

可以看出A的默认构造函数并没有被调用,因为数据成员a,b的值并没有得到初始化,这也是上面我为什么说使用malloc/free来处理C++的自定义类型不合适,其实不止自定义类型,标准库中凡是需要构造/析构的类型通通不合适。

而使用new来分配对象时:

int main()
{
A * ptr = new A;
}

查看程序生成的汇编代码可以发现,A的默认构造函数被调用了:

6.对数组的处理

C++提供了new[]与delete[]来专门处理数组类型:

A * ptr = new A[10];//分配10个A对象

使用new[]分配的内存必须使用delete[]进行释放:

delete [] ptr;

new对数组的支持体现在它会分别调用构造函数函数初始化每一个数组元素,释放对象时为每个对象调用析构函数。注意delete[]要与new[]配套使用,不然会找出数组对象部分释放的现象,造成内存泄漏。

至于malloc,它并知道你在这块内存上要放的数组还是啥别的东西,反正它就给你一块原始的内存,在给你个内存的地址就完事。所以如果要动态分配一个数组的内存,还需要我们手动自定数组的大小:

int * ptr = (int *) malloc( sizeof(int) );//分配一个10个int元素的数组

7.new与malloc是否可以相互调用

operator new /operator delete的实现可以基于malloc,而malloc的实现不可以去调用new。下面是编写operator new /operator delete 的一种简单方式,其他版本也与之类似:

void * operator new (sieze_t size)
{
if(void * mem = malloc(size)
return mem;
else
throw bad_alloc();
}
void operator delete(void *mem) noexcept
{
free(mem);
}

8.是否可以被重载

opeartor new /operator delete可以被重载。标准库是定义了operator new函数和operator delete函数的8个重载版本:

//这些版本可能抛出异常
void * operator new(size_t);
void * operator new[](size_t);
void * operator delete (void * )noexcept;
void * operator delete[](void *0)noexcept;
//这些版本承诺不抛出异常
void * operator new(size_t ,nothrow_t&) noexcept;
void * operator new[](size_t, nothrow_t& );
void * operator delete (void *,nothrow_t& )noexcept;
void * operator delete[](void *0,nothrow_t& )noexcept;

我们可以自定义上面函数版本中的任意一个,前提是自定义版本必须位于全局作用域或者类作用域中。太细节的东西不在这里讲述,总之,我们知道我们有足够的自由去重载operator new /operator delete ,以决定我们的new与delete如何为对象分配内存,如何回收对象。

而malloc/free并不允许重载

9. 能够直观地重新分配内存

使用malloc分配的内存后,如果在使用过程中发现内存不足,可以使用realloc函数进行内存重新分配实现内存的扩充。realloc先判断当前的指针所指内存是否有足够的连续空间,如果有,原地扩大可分配的内存地址,并且返回原来的地址指针;如果空间不够,先按照新指定的大小分配空间,将原有数据从头到尾拷贝到新分配的内存区域,而后释放原来的内存区域。

new没有这样直观的配套设施来扩充内存。

10. 客户处理内存分配不足

在operator new抛出异常以反映一个未获得满足的需求之前,它会先调用一个用户指定的错误处理函数,这就是new-handler。new_handler是一个指针类型:

namespace std
{
typedef void (*new_handler)();
}

指向了一个没有参数没有返回值的函数,即为错误处理函数。为了指定错误处理函数,客户需要调用set_new_handler,这是一个声明于的一个标准库函数:

namespace std
{
new_handler set_new_handler(new_handler p ) throw();
}

set_new_handler的参数为new_handler指针,指向了operator new 无法分配足够内存时该调用的函数。其返回值也是个指针,指向set_new_handler被调用前正在执行(但马上就要发生替换)的那个new_handler函数。

对于malloc,客户并不能够去编程决定内存不足以分配时要干什么事,只能看着malloc返回NULL。

总结

将上面所述的10点差别整理成表格:

特征 new/delete malloc/free
分配内存的位置 自由存储区
内存分配失败返回值 完整类型指针 void*
内存分配失败返回值 默认抛出异常 返回NULL
分配内存的大小 由编译器根据类型计算得出 必须显式指定字节数
处理数组 有处理数组的new版本new[] 需要用户计算数组的大小后进行内存分配
已分配内存的扩充 无法直观地处理 使用realloc简单完成
是否相互调用 可以,看具体的operator new/delete实现 不可调用new
分配内存时内存不足 客户能够指定处理函数或重新制定分配器 无法通过用户代码进行处理
函数重载 允许 不允许
构造函数与析构函数 调用 不调用

malloc给你的就好像一块原始的土地,你要种什么需要自己在土地上来播种

而new帮你划好了田地的分块(数组),帮你播了种(构造函数),还提供其他的设施给你使用:

当然,malloc并不是说比不上new,它们各自有适用的地方。在C++这种偏重OOP的语言,使用new/delete自然是更合适的。

new与malloc有什么区别的更多相关文章

  1. c++ new 与malloc有什么区别

    前言 几个星期前去面试C++研发的实习岗位,面试官问了个问题: new与malloc有什么区别? 这是个老生常谈的问题.当时我回答new从自由存储区上分配内存,malloc从堆上分配内存:new/de ...

  2. C/C++——new/delete和malloc/free的区别

    new/delete和malloc/free的区别 扩容操作: 对于malloc是有一个realloc函数对应用于扩容的: 对于new,只能再new一个,for循环赋值过去,把原来的delete掉: ...

  3. malloc()与calloc区别 (转)

    另外说明: 1.分配内存空间函数malloc 调用形式: (类型说明符*) malloc (size) 功能:在内存的动态存储区中分配一块长度为"size" 字节的连续区域.函数的 ...

  4. malloc()与calloc区别【转】

    转自:http://blog.csdn.net/firecityplans/article/details/4490124/ 版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载. Both the m ...

  5. new/delete 和malloc/free 的区别

    new/delete 和malloc/free 的区别 一.基本概念malloc/free:1.函数原型及说明:      void *malloc(long NumBytes):该函数分配了NumB ...

  6. new/delete与malloc/free的区别

    new/delete与malloc/free的区别 参考: https://blog.csdn.net/u013485792/article/details/51329541 https://www. ...

  7. 内存管理运算符new delete与内存管理函数malloc free的区别——已经他们对对象创建的过程。

    (1)内存管理函数与内存管理运算符的区别 内存管理函数有内存分配函数,malloc calloc realloc 以及内存释放函数free. 内存管理运算符有new 和delete. 两种内存管理方式 ...

  8. new/delete 与 malloc/free的区别

    一.概述     在C++中,申请动态内存与释放动态内存用new/delete 与 malloc/free都可以,而且他们的存储方式相同,new/malloc申请的动态内存位于堆中,无法被操作系统自动 ...

  9. C语言realloc,malloc,calloc的区别【转载】

    转载自:http://www.cnblogs.com/BlueTzar/articles/1136549.html 三个函数的申明分别是: void* realloc(void* ptr, unsig ...

随机推荐

  1. mobx是什么?有什么优点?

    mobx是一个简单可扩展的状态管理库. mobx vs redux mobx是学习成本更低,性能更好的状态解决方案. mobx开发难度低: mobx代码量少: mobx渲染性能好: mobx参考

  2. B/S架构大文件上传问题

    核心原理: 该项目核心就是文件分块上传.前后端要高度配合,需要双方约定好一些数据,才能完成大文件分块,我们在项目中要重点解决的以下问题. * 如何分片: * 如何合成一个文件: * 中断了从哪个分片开 ...

  3. Book Borders (Gym - 101480B)(二分)

    题目链接 题解:用二分查询一下每次满足长度的下一个加上它的长度. #include <bits/stdc++.h> using namespace std; typedef long lo ...

  4. vue子组件通知父组件使用方法

    vue子组件通知父组件使用方法 <template> <mt-field placeholder="验证码" v-model="getverifycod ...

  5. HDU 5705 Clock(2016杭电女生专场1004)——角度追及问题

    题意是给出一个当前的时间和角度a,问从现在开始的下一个时针和分针形成角度a的时间是多少,时间向下取整. 分析:时针3600s走30°,故120s走1°,分针3600s走360°,故10s走1°,那么每 ...

  6. layer是一款近年来备受青睐的web弹层组件

    layer.closeAll(); //疯狂模式,关闭所有层 layer.closeAll('dialog'); //关闭信息框 layer.closeAll('page'); //关闭所有页面层 l ...

  7. HTML 行内-块级-行块级

    行内元素 相邻元素可以在一行显示直到一行排不下才进行换行. 不可设置宽高.对齐等属性,宽度随内容变化. padding和margin的设置中,水平方向(padding-left...)有效果,垂直方向 ...

  8. deep sort

    目录   1. 准备代码与数据 deep_sort开源代码 克隆到本地服务器 git clone https://github.com/nwojke/deep_sort.git 下载MOT16数据集( ...

  9. Java 标准 IO 流编程一览笔录( 上 )

    Java标准I/O知识体系图: 1.I/O是什么? I/O 是Input/Output(输入.输出)的简称,输入流可以理解为向内存输入,输出流是从内存输出. 2.流 流是一个连续的数据流,可以从流中读 ...

  10. zabbix自定义监控,自定义图表。

    zabbix server:hostname=Zabbix server ip:192.168.100.7 zabbix agent: hostname=host3 ip:192.168.100.3 ...