malloc/free
与new/delete
的区别
我们知道在C++中,我们经常需要对内存进行手动分配和回收,而且C++是兼容C的,我们可以在C++中编写C的程序。而malloc/free
是C中已有的函数,我们为什么还要用new/delete
呢?
主要区别
malloc/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。
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。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++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
,以及一个能够完成清理和释放内存工作的运算符delete
。new/delete
不是库函数。下面通过示例演示一下它们如何实现对象的动态内存管理:
class Obj
{
public:
Obj(void){cout<<"Initialization"<<endl;}
~Obj(void){cout<<"Destroy"<<endl;}
void Initialize(void){cout<<"Initialalization"<<endl;}
void Destroy(void){cout<<"Destroy"<<endl;}
};
void UseMallocFree(void)
{
Obj *a = (Obj *)malloc(sizeof(Obj));//申请动态内存
a->Initialize();//初始化
a->Destroy();//清理
free(a);//释放动态内存
}
void UseNewDelete(void)
{
Obj *a = new Obj();//申请动态内存并初始化
delete a;//清理并释放内存
}
类Obj的函数Initialize模拟了构造函数的功能,函数Destroy模拟了析构函数的功能。函数UseMallocFree中,由于malloc/free
不能执行构造函数和析构函数,必须调用成员函数Initialize和Destroy来完成初始化和清理工作。函数UseNewDelete则简单得多。
既然用free/delete
的功能完全覆盖了malloc/free
,为什么不淘汰free/delete
呢?这是因为C++程序中经常会用到C程序,而C程序只能用malloc/free
管理动态内存。
PS:如果用free
释放new
创建的对象,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,结果也会导致程序出错,且你这样做程序的可读性将变得很差。所以,new/delete
和malloc/free
必须配对使用,生死不离。
malloc/free的使用要点
函数malloc的原型如下:
void * malloc(size_t size);
用malloc申请一块长度为length的整数类型内存:
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”。
malloc返回值得类型是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。
malloc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。我们通常记不住int,float等数据类型的变量的确切字节数,比如 int类型在16位系统下是2字节,在32位系统下是4字节,因此我们常在malloc中使用sizeof运算符。
函数free的原型如下:
void free(void * memblock);
为什么free函数不像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知道,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。而如果p不是NULL指针,那么对free对p连续操作两次就会导致程序运行错误。
new/delete的使用要点
运算符new用起来比函数malloc简单得多,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,例如:
class Obj
{
public:
Obj(void);//无参构造函数
Obj(int x);//有参构造函数
…
}
void Test(void)
{
Obj *a = new Obj();//调用无参构造函数
Obj *b = new Obj(1);//调用有参构造函数
…
delete a;
delete b;
}
如果用new创建对象数组,那么只能使用对象的无参构造函数。比如:
Obj *objects = new Obj[100];//创建100个动态Obj对象
而不能写成:
Obj *objects = new Obj[100](1);
最后,在使用delete释放对象数组时,记住不要丢了符号[]
。如:
delete []objects;//正确
delete objects;//错误