C/C++语言的标准库函数malloc/free与运算符new/delete的区别

概括地说
1、malloc与free是C++/C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。
2、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。而由于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。
3、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,以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。注意new/delete不是库函数,而是运算符。
4、new可以认为是malloc加上构造函数的执行。new出来的指针是直接带类型信息的。而malloc返回的都是void指针。
5、C++程序经常要调用C函数,而C程序只能用malloc/free管理动态内存。
 
详细而言
malloc与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。下面来看他们的区别。
一、操作对象有所不同
    malloc与free是C++/C语言的标准库函数,new/delete是C++的运算符。对于非内部数据类型的对象而言,光用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,不能把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。
 
运算符是语言自身的特性,它有固定的语义,而且编译器也知道意味着什么。就像 +-*/ 一样,由编译器解释语义,生成相应的代码。 库函数是依赖于库的,没有库就没有它,也就是一定程度上独立于语言的。理论上,编译器不知道也不关心函数的作用,编译器只保证编译函数,以及调用该函数时参数和返回值符合语法,并生成相应的call调用函数的代码。但实际上,高级些的编译器,都会对标准库自带的一些函数进行特别处理。
二、在用法上也有所不同
①函数malloc原型如下:
void * malloc(size_t size);

用malloc 申请一块长度为length 的整数类型的内存,程序如下:

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”。

1、malloc返回值的类型是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。
2、mallo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
 
函数free的原型如下:
void free( void * memblock );

为什么free 函数不象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是知道的,语句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。如果p不是NULL指针,那么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使用起来要比函数malloc简单得多,例如
  • 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。

如果new创建对象数组,那么只能使用对象的无参构造函数。例如:
  1. Obj *objects = new Obj[100]; // 创建100 个动态对象

不能写成
在用delete 释放对象数组时,★注意不要丢了符号‘[]’。例如

Obj *objects = new Obj[100](1);// 创建100 个动态对象的同时赋初值1
  • delete []objects; // 正确的用法
  • delete objects; // 错误的用法

后者相当于delete objects[0],漏掉了另外99 个对象。

new和malloc区别★

1、new自动计算需要分配的空间,而malloc需要手工计算字节数
2、new是类型安全的,而malloc不是,比如:
  • int* p = new float[2]; // 编译时指出错误
  • int* p = malloc(2*sizeof(float)); // 编译时无法指出错误

new operator 由两步构成,分别是 operator new 和 construct

3、operator new对应于malloc,但operator new可以重载,可以自定义内存分配策略,甚至不做内存分配,甚至分配到非内存设别上,而malloc无能为力
4、new将调用constructor 构造器,而malloc不能;delete将调用destructor析构器,而free不能。
5、malloc/free要库文件支持,new/delete不要。
 
本质区别
  malloc/free是c/C++语言的标准库函数,new/delete是C++的运算符。
对于用户自定义的对象而言,用malloc/free无法满足动态管理对象的要求。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++需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new,以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符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 * a = (obj * ) malloc( sizeof ( obj ) ); // allocate memory
a -> Initialize(); // initialization
// …
a -> Destroy(); // deconstruction
free(a); // release memory
}
void UseNewDelete( void )
{
Obj * a = new Obj;
// …
delete a;
}
代码解释
    类Obj的函数Initialize实现了构造函数的功能,函数Destroy实现了析构函数的功能。函数UseMallocFree中,由于 malloc/free不能执行构造函数与析构函数,必须调用成员函数Initialize和Destroy来完成“构造”与“析构”。
    所以我们不要用 malloc/free来完成动态对象的内存管理,应该用new/delete。由于内部数据类型的“对象”没有构造与析构的过程,对它们而言 malloc/free和new/delete是等价的。
联系
    既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free,为什么C++还保留malloc/free呢?
    因为C++程序经常要调用C函数,而C程序只能用malloc/free管理动态内存。
    如果用free释放“new创建的动态对象”,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”,理论上讲程序不会出错,但是该程序的可读性很差。所以new/delete,malloc/free必须配对使用
 
参考文献:http://blog.sina.com.cn/s/blog_6371284401012pqf.html

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