【轉】new和malloc的區別

 【轉】new和malloc的區別

1. 申請的內存所在位置

　　new操做符從自由存儲區（free store）上爲對象動態分配內存空間，而malloc函數從堆上動態分配內存。

　　自由存儲區是C++基於new操做符的一個抽象概念，凡是經過new操做符進行內存申請，該內存即爲自由存儲區。而堆是操做系統中的術語，是操做系統所維護的一塊特殊內存，用於程序的內存動態分配，C語言使用malloc從堆上分配內存，使用free釋放已分配的對應內存。

　　那麼自由存儲區是否可以是堆（問題等價於new是否能在堆上動態分配內存），這取決於operator new 的實現細節。自由存儲區不只能夠是堆，還能夠是靜態存儲區，這都看operator new在哪裏爲對象分配內存。

　　特別的，new甚至能夠不爲對象分配內存！定位new的功能能夠辦到這一點：

1 new (place_address) type

　　place_address爲一個指針，表明一塊內存的地址。當使用上面這種僅以一個地址調用new操做符時，new操做符調用特殊的operator new，也就是下面這個版本：

1 void * operator new (size_t,void *) //不容許重定義這個版本的operator new

　　這個operator new不分配任何的內存，它只是簡單地返回指針實參，而後右new表達式負責在place_address指定的地址進行對象的初始化工做。

2.返回類型安全性

　　new操做符內存分配成功時，返回的是對象類型的指針，類型嚴格與對象匹配，無須進行類型轉換，故new是符合類型安全性的操做符。而malloc內存分配成功則是返回void * ，須要經過強制類型轉換將void*指針轉換成咱們須要的類型。

　　類型安全很大程度上能夠等價於內存安全，類型安全的代碼不會試圖分配本身沒被受權的內存區域。關於C++的類型安全性可說的又有不少了。

3.內存分配失敗時的返回值

　　new內存分配失敗時，會拋出bac_alloc異常，它不會返回NULL；malloc分配內存失敗時返回NULL。

　　在使用C語言時，咱們習慣在malloc分配內存後判斷分配是否成功：

1 int *a  = (int *)malloc ( sizeof (int )); 2 if(NULL == a) 3 { 4  ... 5 } 6 else 
7 { 8  ... 9 }

　　從C語言走入C++陣營的新手可能會把這個習慣帶入C++：

1 int * a = new int(); 2 if(NULL == a) 3 { 4  ... 5 } 6 else
7 { 8  ... 9 }

　　實際上這樣作一點意義也沒有，由於new根本不會返回NULL，並且程序可以執行到if語句已經說明內存分配成功了，若是失敗早就拋異常了。正確的作法應該是使用異常機制：

1 try
2 { 3     int *a = new int(); 4 } 5 catch (bad_alloc) 6 { 7  ... 8 }

　　若是你想順便了解下異常基礎，能夠看http://www.cnblogs.com/QG-whz/p/5136883.htmlC++ 異常機制分析。

4.是否須要指定內存大小

　　使用new操做符申請內存分配時無須指定內存塊的大小，編譯器會根據類型信息自行計算，而malloc則須要顯式地指出所需內存的尺寸。

1 class A{...} 2 A * ptr = new A; 3 A * ptr = (A *)malloc(sizeof(A)); //須要顯式指定所需內存大小sizeof(A);

　　固然了，我這裏使用malloc來爲咱們自定義類型分配內存是不怎麼合適的，請看下一條。

5.是否調用構造函數/析構函數

　　使用new操做符來分配對象內存時會經歷三個步驟：

　　第一步：調用operator new 函數（對於數組是operator new[]）分配一塊足夠大的，原始的，未命名的內存空間以便存儲特定類型的對象。

　　第二步：編譯器運行相應的構造函數以構造對象，併爲其傳入初值。

　　第三部：對象構造完成後，返回一個指向該對象的指針。

　　使用delete操做符來釋放對象內存時會經歷兩個步驟：

　　第一步：調用對象的析構函數。

　　第二步：編譯器調用operator delete(或operator delete[])函數釋放內存空間。

　　總之來講，new/delete會調用對象的構造函數/析構函數以完成對象的構造/析構。而malloc則不會。若是你不嫌囉嗦能夠看下個人例子：

 1 class A  2 {  3 public:  4     A() :a(1), b(1.11){}  5 private:  6     int a;  7     double b;  8 };  9 int main() 10 { 11     A * ptr = (A*)malloc(sizeof(A)); 12     return 0; 13 }

　　在return處設置斷點，觀看ptr所指內存的內容：

　　能夠看出A的默認構造函數並無被調用，由於數據成員a,b的值並無獲得初始化，這也是上面我爲何說使用malloc/free來處理C++的自定義類型不合適，其實不止自定義類型，標準庫中凡是須要構造/析構的類型統統不合適。

　　而使用new來分配對象時：

1 int main() 2 { 3     A * ptr = new A; 4 }

　　查看程序生成的彙編代碼能夠發現，A的默認構造函數被調用了：

6.對數組的處理

　　C++提供了new[]與delete[]來專門處理數組類型:

1     A * ptr = new A[10];//分配10個A對象

　　使用new[]分配的內存必須使用delete[]進行釋放：

1     delete [] ptr;

　　new對數組的支持體如今它會分別調用構造函數函數初始化每個數組元素，釋放對象時爲每一個對象調用析構函數。注意delete[]要與new[]配套使用，否則會找出數組對象部分釋放的現象，形成內存泄漏。

　　至於malloc，它並知道你在這塊內存上要放的數組仍是啥別的東西，反正它就給你一塊原始的內存，在給你個內存的地址就完事。因此若是要動態分配一個數組的內存，還須要咱們手動自定數組的大小：

1 int * ptr = (int *) malloc( sizeof(int)* 10 );//分配一個10個int元素的數組

7.new與malloc是否能夠相互調用

　　operator new /operator delete的實現能夠基於malloc，而malloc的實現不能夠去調用new。下面是編寫operator new /operator delete 的一種簡單方式，其餘版本也與之相似：

 1 void * operator new (sieze_t size)  2 {  3     if(void * mem = malloc(size)  4         return mem;  5     else
 6         throw bad_alloc();  7 }  8 void operator delete(void *mem) noexcept  9 { 10     free(mem); 11 }

8.是否能夠被重載

　　opeartor new /operator delete能夠被重載。標準庫是定義了operator new函數和operator delete函數的8個重載版本：

 1 //這些版本可能拋出異常
 2 void * operator new(size_t);  3 void * operator new[](size_t);  4 void * operator delete (void * )noexcept;  5 void * operator delete[](void *0）noexcept;  6 //這些版本承諾不拋出異常
 7 void * operator new(size_t ,nothrow_t&) noexcept;  8 void * operator new[](size_t, nothrow_t& );  9 void * operator delete (void *,nothrow_t& )noexcept; 10 void * operator delete[](void *0,nothrow_t& ）noexcept;

　　咱們能夠自定義上面函數版本中的任意一個，前提是自定義版本必須位於全局做用域或者類做用域中。太細節的東西不在這裏講述，總之，咱們知道咱們有足夠的自由去重載operator new /operator delete ,以決定咱們的new與delete如何爲對象分配內存，如何回收對象。

　　而malloc/free並不容許重載。

9. 可以直觀地從新分配內存

　　使用malloc分配的內存後，若是在使用過程當中發現內存不足，可使用realloc函數進行內存從新分配實現內存的擴充。realloc先判斷當前的指針所指內存是否有足夠的連續空間，若是有，原地擴大可分配的內存地址，而且返回原來的地址指針；若是空間不夠，先按照新指定的大小分配空間，將原有數據從頭至尾拷貝到新分配的內存區域，然後釋放原來的內存區域。

　　new沒有這樣直觀的配套設施來擴充內存。

10. 客戶處理內存分配不足

　　在operator new拋出異常以反映一個未得到知足的需求以前，它會先調用一個用戶指定的錯誤處理函數，這就是new-handler。new_handler是一個指針類型：

1 namespace std 2 { 3     typedef void (*new_handler)(); 4 }

　　指向了一個沒有參數沒有返回值的函數,即爲錯誤處理函數。爲了指定錯誤處理函數，客戶須要調用set_new_handler，這是一個聲明於的一個標準庫函數:

1 namespace std 2 { 3     new_handler set_new_handler(new_handler p ) throw(); 4 }

　　set_new_handler的參數爲new_handler指針，指向了operator new 沒法分配足夠內存時該調用的函數。其返回值也是個指針，指向set_new_handler被調用前正在執行（但立刻就要發生替換）的那個new_handler函數。

　　對於malloc，客戶並不可以去編程決定內存不足以分配時要幹什麼事，只能看着malloc返回NULL。

總結

　　將上面所述的10點差異整理成表格：

 

 

若有不對的地方，很是歡迎給予指導！

　　若有疑問，能夠給我留言

 

【感謝】資料來源於

——http://blog.jobbole.com/102002/