[置頂] malloc和new的區(qū)別

在申請分配動態(tài)內(nèi)存時，malloc和new1直都困擾著程序員，今天就作個簡單的對照，找到它們的區(qū)分：

1、主要區(qū)分

1,malloc與free是C++/C語言的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，new/delete是C++的運算符。它們都可用于申請動態(tài)內(nèi)存和釋放內(nèi)存。

2,對非內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的對象而言，光用maloc/free沒法滿足動態(tài)對象的要求。對象在創(chuàng)建的同時要自動履行構(gòu)造函數(shù)，對象在滅亡之前要自動履行析構(gòu)函數(shù)。由于malloc/free是庫函數(shù)而不是運算符，不在編譯器控制權(quán)限以內(nèi)，不能夠把履行構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的任務(wù)強(qiáng)加于malloc/free。

3,因此C++語言需要1個能完成動態(tài)內(nèi)存分配和初始化工作的運算符new，以1個能完成清算與釋放內(nèi)存工作的運算符delete。注意new/delete不是庫函數(shù)。

4,C++程序常常要調(diào)用C函數(shù)，而C程序只能用malloc/free管理動態(tài)內(nèi)存，new 是個操作符,和甚么"+","-","="...有1樣的地位. malloc是個分配內(nèi)存的函數(shù),供你調(diào)用的.

new是保存字,不需要頭文件支持.malloc需要頭文件庫函數(shù)支持.new 建立的是1個對象,malloc分配的是1塊內(nèi)存.

注意：free()釋放的是指針指向的內(nèi)存！注意！釋放的是內(nèi)存，不是指針！這點非常非常重要！指針是1個變量，只有程序結(jié)束時才被燒毀。釋放了內(nèi)存空間后，原來指向這塊空間的指針還是存在！只不過現(xiàn)在指針指向的內(nèi)容的垃圾，是未定義的，所以說是垃圾。因此，前面我已說過了，釋放內(nèi)存后把指針指向NULL，避免指針在后面不謹(jǐn)慎又被解援用了。

2、扼要分析

1、malloc函數(shù)

1.1 malloc的全稱是memory allocation，中文叫動態(tài)內(nèi)存分配。
原型：extern void *malloc(unsigned int num_bytes); 
說明：分配長度為num_bytes字節(jié)的內(nèi)存塊。如果分配成功則返回指向被分配內(nèi)存的指針，分配失敗返回空指針NULL。當(dāng)內(nèi)存不再使用時，應(yīng)使用free()函數(shù)將內(nèi)存塊釋放。

1.2 void *malloc(int size); 
說明：malloc 向系統(tǒng)申請分配指定size個字節(jié)的內(nèi)存空間，返回類型是 void* 類型。void* 表示未肯定類型的指針。C,C++規(guī)定，void* 類型可以強(qiáng)迫轉(zhuǎn)換為任何其它類型的指針。 　　
備注：void* 表示未肯定類型的指針，更明確的說是指申請內(nèi)存空間時還不知道用戶是用這段空間來存儲甚么類型的數(shù)據(jù)（比如是char還是int或...）

1.3 free
void free(void *FirstByte)： 該函數(shù)是將之前用malloc分配的空間還給程序或是操作系統(tǒng)，也就是釋放了這塊內(nèi)存，讓它重新得到自由。

1.4注意事項

1）申請了內(nèi)存空間后，必須檢查是不是分配成功。
2）當(dāng)不需要再使用申請的內(nèi)存時，記得釋放；釋放后應(yīng)當(dāng)把指向這塊內(nèi)存的指針指向NULL，避免程序后面不謹(jǐn)慎使用了它。 
3）這兩個函數(shù)應(yīng)當(dāng)是配對。如果申請后不釋放就是內(nèi)存泄漏；如果無故釋放那就是甚么也沒有做。釋放只能1次，如果釋放兩次及兩次以上會出現(xiàn)毛病（釋放空指針例外，釋放空指針其實也等于啥也沒做，所以釋放空指針釋放多少次都沒有問題）。
4）雖然malloc()函數(shù)的類型是(void *),任何類型的指針都可以轉(zhuǎn)換成(void *),但是最好還是在前面進(jìn)行強(qiáng)迫類型轉(zhuǎn)換，由于這樣可以躲過1些編譯器的檢查。

1.5  malloc()到底從哪里得到了內(nèi)存空間？

答案是從堆里面取得空間。也就是說函數(shù)返回的指針是指向堆里面的1塊內(nèi)存。操作系統(tǒng)中有1個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表。當(dāng)操作系統(tǒng)收到程序的申請時，就會遍歷該鏈表，然后就尋覓第1個空間大于所申請空間的堆結(jié)點，然后就將該結(jié)點從空閑結(jié)點鏈表中刪除，并將該結(jié)點的空間分配給程序。

2.1 C++中，用new和delete動態(tài)創(chuàng)建和釋放數(shù)組或單個對象。

動態(tài)創(chuàng)建對象時，只需指定其數(shù)據(jù)類型，而沒必要為該對象命名，new表達(dá)式返回指向該新創(chuàng)建對象的指針，我們可以通過指針來訪問此對象。
int *pi=new int;
這個new表達(dá)式在堆區(qū)中分配創(chuàng)建了1個整型對象，并返回此對象的地址，并用該地址初始化指針pi 。

2.2 動態(tài)創(chuàng)建對象的初始化

動態(tài)創(chuàng)建的對象可以用初始化變量的方式初始化。
int *pi=new int(100); //指針pi所指向的對象初始化為100
string *ps=new string(10,’9’);//*ps 為“9999999999”

如果不提供顯示初始化，對類類型，用該類的默許構(gòu)造函數(shù)初始化；而內(nèi)置類型的對象則無初始化。
也能夠?qū)討B(tài)創(chuàng)建的對象做值初始化：
int *pi=new int( );//初始化為0
int *pi=new int;//pi 指向1個沒有初始化的int
string *ps=new string( );//初始化為空字符串 （對提供了默許構(gòu)造函數(shù)的類類型，沒有必要對其對象進(jìn)行值初始化）

2.3 撤消動態(tài)創(chuàng)建的對象

delete表達(dá)式釋放指針指向的地址空間。
delete pi ;// 釋放單個對象
delete [ ]pi;//釋放數(shù)組
如果指針指向的不是new分配的內(nèi)存地址，則使用delete是不合法的。

2.4 在delete以后，重設(shè)指針的值

delete p; //履行完該語句后，p變成了不肯定的指針，在很多機(jī)器上，雖然p值沒有明肯定義，但依然寄存了它之前所指對象的地址，然后p所指向的內(nèi)存已被釋放了，所以p不再有效。此時，該指針變成了懸垂指針（懸垂指針指向曾寄存對象的內(nèi)存，但該對象已不存在了）。懸垂指針常常致使程序毛病，而且很難檢測出來。
1旦刪除指針?biāo)傅膶ο螅⑿袑⒅羔樦脼?，這樣就非常清楚的指明指針不再指向任何對象。（零值指針：int *ip=0;）

2.5 辨別零值指針和NULL指針

零值指針，是值是0的指針，可以是任何1種指針類型，可以是通用變體類型void*也能夠是char*，int*等等。
空指針，其實空指針只是1種編程概念，就如1個容器可能有空和非空兩種基本狀態(tài)，而在非空時可能里面存儲了1個數(shù)值是0，因此空指針是人為認(rèn)為的指針不提供任何地址訊息。

2.6 new分配失敗時，返回甚么？

1993年前，c++1直要求在內(nèi)存分配失敗時operator   new要返回0，現(xiàn)在則是要求operator   new拋出std::bad_alloc異常。很多c++程序是在編譯器開始支持新規(guī)范前寫的。c++標(biāo)準(zhǔn)委員會不想放棄那些已有的遵守返回0規(guī)范的代碼，所以他們提供了另外情勢的operator   new(和operator   new[])以繼續(xù)提供返回0功能。這些情勢被稱為“無拋出”，由于他們沒用過1個throw，而是在使用new的入口點采取了no throw對象: 
class   widget   {   ...   };

widget   *pw1   =   new   widget;//   分配失敗拋出std::bad_alloc  

if   (pw1   ==   0)   ... //   這個檢查1定失敗

widget   *pw2   =   new   (nothrow)   widget;   //   若分配失敗返回0

if   (pw2   ==   0)   ... //   這個檢查可能會成功

3. malloc和new的區(qū)分

3.1 new 返回指定類型的指針，并且可以自動計算所需要大小。
比如： 　　
1) int *p; 　　
p = new int; //返回類型為int* 類型(整數(shù)型指針)，分配大小為 sizeof(int); 　　
或： 　　
int* parr; 　　
parr = new int [100]; //返回類型為 int* 類型(整數(shù)型指針)，分配大小為 sizeof(int) * 100; 　　
2) 而 malloc 則必須要由我們計算字節(jié)數(shù)，并且在返回后強(qiáng)行轉(zhuǎn)換為實際類型的指針。 　　
int* p; 　　
p = (int *) malloc (sizeof(int)*128);//分配128個（可根據(jù)實際需要替換該數(shù)值）整型存儲單元，并將這128個連續(xù)的整型存儲單元的首地址存儲到指針變量p中  
double *pd=(double *) malloc (sizeof(double)*12);//分配12個double型存儲單元，并將首地址存儲到指針變量pd中

3.2 malloc 只管分配內(nèi)存，其實不能對所得的內(nèi)存進(jìn)行初始化，所以得到的1片新內(nèi)存中，其值將是隨機(jī)的。
除分配及最后釋放的方法不1樣之外，通過malloc或new得到指針，在其它操作上保持1致。

4.有了malloc/free為何還要new/delete？

1) malloc與free是C++/C語言的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，new/delete是C++的運算符。它們都可用于申請動態(tài)內(nèi)存和釋放內(nèi)存。
2) 對非內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的對象而言，光用maloc/free沒法滿足動態(tài)對象的要求。對象在創(chuàng)建的同時要自動履行構(gòu)造函數(shù)，對象在滅亡之前要自動履行析構(gòu)函數(shù)。由于malloc/free是庫函數(shù)而不是運算符，不在編譯器控制權(quán)限以內(nèi)，不能夠把履行構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的任務(wù)強(qiáng)加于malloc/free。
因此C++語言需要1個能完成動態(tài)內(nèi)存分配和初始化工作的運算符new，和1個能完成清算與釋放內(nèi)存工作的運算符delete。注意new/delete不是庫函數(shù)。
我們不要企圖用malloc/free來完成動態(tài)對象的內(nèi)存管理，應(yīng)當(dāng)用new/delete。由于內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的“對象”沒有構(gòu)造與析構(gòu)的進(jìn)程，對它們而言malloc/free和new/delete是等價的。
3) 既然new/delete的功能完全覆蓋了malloc/free，為何C++不把malloc/free淘汰出局呢？這是由于C++程序常常要調(diào)用C函數(shù)，而C程序只能用malloc/free管理動態(tài)內(nèi)存。
如果用free釋放“new創(chuàng)建的動態(tài)對象”，那末該對象因沒法履行析構(gòu)函數(shù)而可能致使程序出錯。如果用delete釋放“malloc申請的動態(tài)內(nèi)存”，結(jié)果也會致使程序出錯，但是該程序的可讀性很差。所以new/delete必須配對使用，malloc/free也1樣。

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