malloc、free與new delete的區別

相同點:都可用於申請動態內存和釋放內存

不同點
(1)操作對象有所不同
malloc與free是C++/C 語言的標準庫函數,new/delete 是C++的運算符。對於非內部數據類的對象而言,光用maloc/free 無法滿足動態對象的要求。對象在創建的同時要自動執行構造函數, 對象消亡之前要自動執行析構函數。由於malloc/free 是庫函數而不是運算符,不在編譯器控制權限之內,不能夠把執行構造函數和析構函數的任務強加malloc/free。

(2)在用法上也有所不同
函數malloc 的原型如下:
void * malloc(size_t size);
用malloc 申請一塊長度爲length 的整數類型的內存,程序如下:
int *p = (int *) malloc(sizeof(int) * length);
我們應當把注意力集中在兩個要素上:“類型轉換”和“sizeof”。

malloc 返回值的類型是void *,所以在調用malloc 時要顯式地進行類型轉換,將void * 轉換成所需要的指針類型。

malloc 函數本身並不識別要申請的內存是什麼類型,它只關心內存的總字節數。

函數free 的原型如下:
void free( void * memblock );
爲什麼free 函數不象malloc 函數那樣複雜呢?這是因爲指針p 的類型以及它所指的內存的容量事先都是知道的,語句free(p)能正確地釋放內存。如果p 是NULL 指針,那麼free

對p 無論操作多少次都不會出問題。如果p 不是NULL 指針,那麼free 對p連續操作兩次就會導致程序運行錯誤。

new/delete 的使用要點
運算符new 使用起來要比函數malloc 簡單得多,例如:
int *p1 = (int *)malloc(sizeof(int) * length);
int *p2 = new int[length];
這是因爲new 內置了sizeof、類型轉換和類型安全檢查功能。對於非內部數據類型的對象而言,new 在創建動態對象的同時完成了初始化工作。如果對象有多個構造函數,那麼new 的語句也可以有多種形式。

如果用new 創建對象數組,那麼只能使用對象的無參數構造函數。例如
Obj *objects = new Obj[100]; // 創建100 個動態對象
不能寫成
Obj *objects = new Obj[100](1);// 創建100 個動態對象的同時賦初值1
在用delete 釋放對象數組時,留意不要丟了符號‘[]’。例如
delete []objects; // 正確的用法
delete objects; // 錯誤的用法
後者相當於delete objects[0],漏掉了另外99 個對象。

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1  new自動計算需要分配的空間,而malloc需要手工計算字節數
2  new是類型安全的,而malloc不是,比如:
int* p = new float[2]; // 編譯時指出錯誤
int* p = malloc(2*sizeof(float)); // 編譯時無法指出錯誤
new operator 由兩步構成,分別是 operator new 和 construct
3  operator new對應於malloc,但operator new可以重載,可以自定義內存分配策略,甚至不做內存分配,甚至分配到非內存設備上。而malloc無能爲力
4  new將調用constructor,而malloc不能;delete將調用destructor,而free不能。
5  malloc/free要庫文件支持,new/delete則不要。 


1. 本質區別
malloc/free是C/C++語言的標準庫函數,new/delete是C++的運算符。
對於用戶自定義的對象而言,用maloc/free無法滿足動態管理對象的要求。對象在創建的同時要自動執行構造函數,對象在消亡之前要自動執行析構函數。由於malloc/free是庫函數而不是運算符,不在編譯器控制權限之內,不能夠把執行構造函數和析構函數的任務強加於malloc/free。因此C++需要一個能完成動態內存分配和初始化工作的運算符new,以及一個能完成清理與釋放內存工作的運算符delete。

class Obj
{
public :
      Obj(
) { cout << “Initialization” << endl; }
      
~Obj() { cout << “Destroy” << endl; }
      
void Initialize() { cout << “Initialization” << endl; }
      
void Destroy() { cout << “Destroy” << endl; }
};

void UseMallocFree()
{
      Obj  
*= (obj *) malloc(sizeof( obj ) );    // allocate memory
      a->Initialize();                                                // initialization
      
//
      a->Destroy();                                                // deconstruction
      free(a);                                                           // release memory
}

void UseNewDelete(void)
{
    Obj  
*= new Obj;                                         
    
//
    delete a;
}

類Obj的函數Initialize實現了構造函數的功能,函數Destroy實現了析構函數的功能。函數UseMallocFree中,由於malloc/free不能執行構造函數與析構函數,必須調用成員函數Initialize和Destroy來完成“構造”與“析構”。所以我們不要用malloc/free來完成動態對象的內存管理,應該用new/delete。由於內部數據類型的“對象”沒有構造與析構的過程,對它們而言malloc/free和new/delete是等價的。

2. 聯繫
既然new/delete的功能完全覆蓋了malloc/free,爲什麼C++還保留malloc/free呢?因爲C++程序經常要調用C函數,而C程序只能用malloc/free管理動態內存。如果用free釋放“new創建的動態對象”,那麼該對象因無法執行析構函數而可能導致程序出錯。如果用delete釋放“malloc申請的動態內存”,理論上講程序不會出錯,但是該程序的可讀性很差。所以new/delete,malloc/free必須配對使用。
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