New/delete與malloc/free的詳解
作者:華清遠見武漢華嵌技術支援曹偉東
內容清單:
1. C語言中的函式malloc和free
2. C++中的運算子new和delete
3. new/delete與malloc/free之間的聯絡和區別
4. C/C++程式的記憶體分配介紹
具體介紹:
1. C語言的函式malloc和free
(1) 函式malloc和free在標頭檔案<stdlib.h>中的原型及引數
void * malloc(size_t size)
動態配置記憶體,大小有size決定,返回值成功時為任意型別指標,失敗時為NULL。
void free(void *ptr)
釋放動態申請的記憶體空間,呼叫free()後ptr所指向的記憶體空間被收回,如果ptr指向未知地方或者指向的空間已被收回,則會發生不可預知的錯誤,如果ptr為NULL,free不會有任何作用。
(2) C語言中典型用法
T為任意資料型別
T *p = ( T * )malloc( sizeof(T) * n)
if(NULL= =p)
{
printf(“malloc fail!\n”);
……//相關資源收回的處理
exit(-1);
}
… …//此過程不能改變指標p的指向
free(p);
注意:malloc
(3) 記憶體說明
malloc函式動態申請的記憶體空間是在堆裡(而一般區域性變數存於棧裡),並且該段記憶體不會被初始化,與全域性變數不一樣,如果不採用手動free()加以釋放,則該段記憶體一直存在,直到程式退出才被系統,所以為了合理使用記憶體,在不適用該段記憶體時,應該呼叫free()。另外,如果在一個函式裡面使用過malloc,最好要配對使用free,否則容易造成記憶體洩露。
2. C++中的運算子new和delete
new和delete是C++中的運算子,不是庫函式,不需要庫的支援,同時,他們是封裝好的過載運算子,並且可以再次進行過載。
(1) new是動態分配記憶體的運算子,自動計算需要分配的空間,在C++中,它屬於過載運算子,可以對多種資料型別形式進行分配記憶體空間,比如int型、char型、結構體型和類等的動態申請的記憶體分配,分配類的記憶體空間時,同時呼叫類的建構函式,對記憶體空間進行初始化,即完成類的初始化工作。
(2) delete是撤銷動態申請的記憶體運算子。delete與new通常配對使用,與new的功能相反,可以對多種資料型別形式的記憶體進行撤銷,包括類,撤銷類的記憶體空間時,它要呼叫其解構函式,完成相應的清理工作,收回相應的記憶體資源。
(3) 典型用法
int *p = new int; delete p;
char *p = new char; delete p;
類的型別 *p = new 類的型別; delete p;
//注意,指標p存於棧中,p所指向的記憶體空間卻是在堆中。
Obj * p = new Obj[100]; delete [ ]p;
//注意,new申請陣列,delete刪除的形式需要加括號“[ ]”,表示對陣列空間的操作,總之,申請形式如何,釋放的形式就如何。
(4) 記憶體說明。new申請的記憶體也是存於堆中,所以在不需要使用時,需要delete手動收回。
3. new/delete與malloc/free之間的聯絡和區別
(1) malloc/free和new/delete的聯絡
a) 儲存方式相同。malloc和new動態申請的記憶體都位於堆中。申請的記憶體都不能自動被作業系統收回,都需要配套的free和delete來釋放。
b) 除了帶有建構函式和解構函式的類等資料型別以外,對於一般資料型別,如int、char等等,兩組動態申請的方式可以通用,作用效果一樣,只是形式不一樣。
c) 記憶體洩漏對於malloc或者new都可以檢查出來的,區別在於new可以指明是那個檔案的那一行,而malloc沒有這些資訊。
d) 兩組都需要配對使用,malloc配free,new配delete,注意,這不僅僅是習慣問題,如果不配對使用,容易造成記憶體洩露。同時,在C++中,兩組之間不能混著用,雖說有時能編譯過,但容易存在較大的隱患。
(2) malloc/free和new/delete的區別
a) malloc和free返回void型別指標,new和delete直接帶具體型別的指標。
b) malloc和free屬於C語言中的函式,需要庫的支援,而new/delete是C++中的運算子,況且可以過載,所以new/delete的執行效率高些。C++中為了兼用C語法,所以保留malloc和free的使用,但建議儘量使用new和delete。
c) 在C++中, new是型別安全的,而malloc不是。例如:
int* p = new char[10]; // 編譯時指出錯誤
delete [ ]p; //對陣列需要加中括號“[ ]”
int* p = malloc(sizeof(char )*10); // 編譯時無法指出錯誤
free (p); //只需要所釋放記憶體的頭指標
d) 使用new動態申請類物件的記憶體空間時,類物件的構建要呼叫建構函式,相當於對記憶體空間進行了初始化。而malloc動態申請的類物件的記憶體空間時,不會初始化,也就是說申請的記憶體空間無法使用,因為類的初始化是由建構函式完成的。delete和free的意義分別於new和malloc相反。
e) 不能用malloc和free來完成類物件的動態建立和刪除。
4. C/C++程式的記憶體分配介紹
(1)棧記憶體分配運算內置於處理器的指令集中,一般使用暫存器來存取,效率很高,但是分配的記憶體容量有限。一般區域性變數和函式引數的暫時存放位置。
(2)堆記憶體,亦稱動態記憶體。如malloc和new申請的記憶體空間。動態記憶體的生存期由程式設計師自己決定,使用非常靈活。
(3)全域性程式碼區:從靜態儲存區域分配。記憶體在程式編譯的時候就已經分配好,這塊記憶體在程式的整個執行期間都存在。例如全域性變數,static變數。
(4)常量區:文字常量分配在文字常量區,程式結束後由系統釋放。
(5)程式碼區:存放整個程式的程式碼,因為儲存是資料和程式碼分開儲存的。
文章內容說明:由於筆者水平有限,難免有錯誤之處,歡迎廣大網友批評指證。