淺談new/delete和malloc/free的用法與區別

　　每一個程序在執行時都會佔用一塊可用的內存空間，用於存放動態分配的對象，此內存空間稱爲自由存儲區或堆。

一.new和delete用法

　　以下幾行代碼：

int *pi=new int;
int *pi=new int();
int *pi=new int(1024);　　

　　第一行這個new表達式在自由存儲區中分配建立了一個整形對象，並返回一個指向該對象的地址來初始化指針pi。第二行同一行，只是對指針pi指向的地址的值進行了初始化爲0。第三行初始化爲1024。

　　當動態建立的對象用完後必須釋放內存，避免形成內存泄漏，能夠用delete來完成，new和delete是成對使用的，以下命令釋放pi指向的int型對象所佔用的內存空間：

delete pi;

　　此時·pi儘管沒有定義，但仍然存放了它所指向對象的地址，然而pi所指向的內存已經被釋放，所以pi再也不有效。建議一旦刪除指針所指向的對象，當即將指針置爲0，這樣就清楚的代表指針再也不指向任何對象。　

p=NULL;

　

　　值得注意的是當執行下列表達式：

int pi=&i;
delete pi;

　　編譯器通常不會報錯，由於編譯器一般不能判定一個指針指向什麼類型的對象，因此儘管這個語句是錯誤的，但在大多數編譯器上仍然能經過。

　　C++中容許動態建立const對象：

const int  *pi=new const int(1024);

　　動態建立的const對象必須進行初始化，而且進行初始化後的值不能再改變。

　　當建立一個動態數組對象和進行內存釋放時，執行如下語句：

int *pi=new int[];               //指針pi所指向的數組未初始化
int *pi=new int[n];             //指針pi指向長度爲n的數組，未初始化
int *pi=new int[]();            //指針pi所指向的地址初始化爲0
delete [] pi;                   //回收pi所指向的數組

二.malloc和free的用法

　　兩個函數的原型以下，他們都在頭文件stdlib.h中聲明。

void *malloc(size_t size);
void free(void *pointer);

　　示例代碼以下：

int *p=(int *)malloc(100);                   //指向整型的指針p指向一個大小爲100字節的內存的地址
int *p=(int *)malloc(25*sizeof(int)); //指向整型的指針p指向一個25個int整型空間的地址

　　由於malloc()函數的返回值類型爲void *，因此須要在函數前面進行相應的強制類型轉換。當int佔4個字節內存時，上述的兩個語句代碼得到的內存空間大小是相同的。分配內存後必須驗證內存是否分配成功，完成後用free()釋放內存，完整語句以下。

int *p=(int *)malloc(int);
if(pi==NULL)
    printf("Out of memory!\n");
free (p);

另外還有兩個分配內存的函數：calloc和realloc，他們的原型以下：

void *calloc(size_t num_elements,size_t element_size);
void realloc(void *tr , size_t new_size);

　　malloc和calloc間的主要區別在於後者在返回指向內存的指針以前把它初始化爲0。另外一個區別是calloc的參數包括所需的元素的數量和每一個元素的字節數。

　　realloc函數用於修改一個原先已經分配的內存塊的大小。可使一塊內存擴大或縮小，若是擴大內存，則原來的內存塊保持不變，在內存尾部增長新的內存塊，切不進行初始化。若是縮小內存，則原來內存塊從尾部進行刪減。若是原先的內存塊沒法擴充，則新開闢一塊內存，並複製原先的內存的內容，原先內存塊失效沒法再進行訪問。

三.new和malloc的區別

a.屬性

　　new/delete是C++關鍵字，須要編譯器支持。malloc/free是庫函數，須要頭文件支持c。

b.參數

　　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。

c.返回類型

　　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。

e. 分配失敗

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

f.自定義類型

         new會先調用operator new函數，申請足夠的內存（一般底層使用malloc實現）。而後調用類型的構造函數，初始化成員變量，最後返回自定義類型指針。delete先調用析構函數，而後調用operator delete函數釋放內存（一般底層使用free實現）。

         malloc/free是庫函數，只能動態的申請和釋放內存，沒法強制要求其作自定義類型對象構造和析構工做。

g.重載

　　C++容許重載new/delete操做符，特別的，佈局new的就不須要爲對象分配內存，而是指定了一個地址做爲內存起始區域，new在這段內存上爲對象調用構造函數完成初始化工做，並返回此地址。而malloc不容許重載。

h.內存區域

　　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。自由存儲區不等於堆，如上所述，佈局new就能夠不位於堆中。

 

PS:

 在C++中，內存區分爲5個區，分別是堆、棧、自由存儲區、全局/靜態存儲區、常量存儲區；

 在C中，C內存區分爲堆、棧、全局/靜態存儲區、常量存儲區；

 

參考資料

《C和指針》,Kenneth A.Reek，人民郵電出版社

《C++ PRIMER》Stanley B.Lippman等，人民郵電出版社

相關連接

http://blog.csdn.net/nie19940803/article/details/76358673