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malloc与new区别,重载和重写的区别

时间:2023-05-04 15:51:09 阅读:146412 作者:2794

new和malloc的区别1 .申请内存所在的位置new操作符从自由存储区(free store )动态分配内存空间给对象,而malloc函数从堆动态分配内存。 自由内存区域是c基于new操作符的抽象概念,当通过new操作符提交内存申请时,该内存就是自由内存区域。 堆是操作系统的术语,是操作系统维护的特殊内存,用于动态分配程序的内存。 c语言使用malloc从堆中分配内存,并使用free释放分配的相应内存。

在中,自由存储区是否成为堆取决于operator new实现的详细信息。 问题与new是否可以动态分配内存给堆相同。 自由内存空间不仅可以是堆,还可以是静态内存空间,让我们来看看operator new在何处为对象分配内存。

特别是,new可以不为对象分配内存! 定位new的功能后,就可以做到这一点了。

new(place_address ) type place_address是表示单个内存地址的指针。 如果只使用上面列出的一个地址调用new操作符,new操作符将调用特殊的operator new,即以下版本:

不能重新定义void*操作器new (size _ t,void* ) /此版本的名为操作器new的操作器new。 不分配任何内存。 只需要返回指针参数。 然后,右边的new表达式负责用place_address指定的地址初始化对象

2 .返回型安全性如果new操作符的内存分配成功,则返回值为对象类型指针,类型严格匹配对象,无需进行类型转换,因此new是符合类型安全性的操作符。 malloc内存分配成功是返回void *,需要通过强制类型转换将void *指针转换为所需的类型。

类型安全在很大程度上等效于内存安全,类型安全代码不会尝试使用不允许的内存区域方法。 关于c类型的安全性又有很多话可以说。

3 .内存分配失败时返回值new内存分配失败时抛出bac_alloc异常,不返回NULL; 如果malloc分配内存失败,则返回空值。

使用c语言时,习惯于在malloc中分配内存后确定分配是否成功。

int*a=(int* ) malloc ) sizeof (int ); 从if(null==a ) . } else . } c语言进入c阵营的初学者可能会将此习惯带入c。

int * a=new int (; if(NULL==a ) . } else . }实际上,这样做没有意义。 因为new不返回null,甚至可以运行if语句,表明内存分配成功。 如果失败了,我早就放弃了例外。 正确的方法是使用异常机制。

try{ int *a=new int (; ) catch(bad_alloc )…)顺便了解异常的基础,请参阅http://www.cn blogs.com/qg-whz/p/5136883.htmlc异常机理分析。

4 .是否需要指定内存大小? 使用new操作符申请内存分配时,不需要指定内存块的大小。 编译器根据类型信息进行自我计算,但malloc必须明确指定所需的内存大小。

class A{.}A * ptr=new A; a*ptr=(a* ) malloc ) sizeof ); //需要明确指定所需内存大小的sizeof(a; 当然,这里使用malloc为我们的自定义类型分配内存不太合适。 请看下面的条件。

5 .是否调用构造函数/析构函数并使用new操作符分配对象内存涉及以下三个步骤:

调用步骤operator new函数(对于数组,为operator new[] ),以分配原始未命名的内存空间,该空间足够大以存储特定类型的对象。 步骤2 :编译器通过运行相应的构造函数生成对象并传递初始值。 第三部分:对象的结构完成后,返回指向该对象的指针。 使用delete操作符释放对象的内存有两个步骤。

步骤1 :调用对象的析构函数。 步骤2 :编译器调用operator delete (或operator delete[] )函数以释放内存空间。 总之,new/delete调用对象的构造函数/析构函数来完成对象的构造函数/析构函数。 不能做malloc。 如果你不吵的话,请看我的例子:

class A{public: A () :a(1),b(1.11 ) {}private: int a; 双精度b; (; intmain((a*ptr=) a* ) malloc (sizeof ) a ); 返回0; 在return中设置断点,查看ptr指向的内存内容:

可以看到没有调用a的默认构造函数。 因为数据成员a、b的值尚未初始化。 因此,上面提到使用malloc/free处理c的自定义类型是不合适的,但实际上不仅仅是自定义类型,标准库中的所有自定义类型/析构函数都是不合适的。

使用new分配对象时:

int main () { A * ptr=new A; }

>查看程序生成的汇编代码可以发现,A的默认构造函数被调用了:

 

 

6.对数组的处理

C++提供了new[]与delete[]来专门处理数组类型:

A * ptr = new A[10];//分配10个A对象

使用new[]分配的内存必须使用delete[]进行释放:

delete [] ptr;

new对数组的支持体现在它会分别调用构造函数函数初始化每一个数组元素,释放对象时为每个对象调用析构函数。注意delete[]要与new[]配套使用,不然会找出数组对象部分释放的现象,造成内存泄漏。

至于malloc,它并知道你在这块内存上要放的数组还是啥别的东西,反正它就给你一块原始的内存,在给你个内存的地址就完事。所以如果要动态分配一个数组的内存,还需要我们手动自定数组的大小:

int * ptr = (int *) malloc( sizeof(int) );//分配一个10个int元素的数组 7.new与malloc是否可以相互调用

operator new /operator delete的实现可以基于malloc,而malloc的实现不可以去调用new。下面是编写operator new /operator delete 的一种简单方式,其他版本也与之类似:

void * operator new (sieze_t size){ if(void * mem = malloc(size) return mem; else throw bad_alloc();}void operator delete(void *mem) noexcept{ free(mem);} 8.是否可以被重载

opeartor new /operator delete可以被重载。标准库是定义了operator new函数和operator delete函数的8个重载版本:

//这些版本可能抛出异常void * operator new(size_t);void * operator new[](size_t);void * operator delete (void * )noexcept;void * operator delete[](void *0)noexcept;//这些版本承诺不抛出异常void * operator new(size_t ,nothrow_t&) noexcept;void * operator new[](size_t, nothrow_t& );void * operator delete (void *,nothrow_t& )noexcept;void * operator delete[](void *0,nothrow_t& )noexcept;

我们可以自定义上面函数版本中的任意一个,前提是自定义版本必须位于全局作用域或者类作用域中。太细节的东西不在这里讲述,总之,我们知道我们有足够的自由去重载operator new /operator delete ,以决定我们的new与delete如何为对象分配内存,如何回收对象。

而malloc/free并不允许重载。

9. 能够直观地重新分配内存

使用malloc分配的内存后,如果在使用过程中发现内存不足,可以使用realloc函数进行内存重新分配实现内存的扩充。realloc先判断当前的指针所指内存是否有足够的连续空间,如果有,原地扩大可分配的内存地址,并且返回原来的地址指针;如果空间不够,先按照新指定的大小分配空间,将原有数据从头到尾拷贝到新分配的内存区域,而后释放原来的内存区域。

new没有这样直观的配套设施来扩充内存。

10. 客户处理内存分配不足

在operator new抛出异常以反映一个未获得满足的需求之前,它会先调用一个用户指定的错误处理函数,这就是new-handler。new_handler是一个指针类型:

namespace std{ typedef void (*new_handler)();}

指向了一个没有参数没有返回值的函数,即为错误处理函数。为了指定错误处理函数,客户需要调用set_new_handler,这是一个声明于的一个标准库函数:

namespace std{ new_handler set_new_handler(new_handler p ) throw();}

set_new_handler的参数为new_handler指针,指向了operator new 无法分配足够内存时该调用的函数。其返回值也是个指针,指向set_new_handler被调用前正在执行(但马上就要发生替换)的那个new_handler函数。

对于malloc,客户并不能够去编程决定内存不足以分配时要干什么事,只能看着malloc返回NULL。

总结

将上面所述的10点差别整理成表格:

特征new/deletemalloc/free分配内存的位置自由存储区堆内存分配失败返回值完整类型指针void*内存分配失败返回值默认抛出异常返回NULL分配内存的大小由编译器根据类型计算得出必须显式指定字节数处理数组有处理数组的new版本new[]需要用户计算数组的大小后进行内存分配已分配内存的扩充无法直观地处理使用realloc简单完成是否相互调用可以,看具体的operator new/delete实现不可调用new分配内存时内存不足客户能够指定处理函数或重新制定分配器无法通过用户代码进行处理函数重载允许不允许构造函数与析构函数调用不调用

malloc给你的就好像一块原始的土地,你要种什么需要自己在土地上来播种

 

而new帮你划好了田地的分块(数组),帮你播了种(构造函数),还提供其他的设施给你使用:

 

当然,malloc并不是说比不上new,它们各自有适用的地方。在C++这种偏重OOP的语言,使用new/delete自然是更合适的。

这里先对new和delete简单进行一下总结,然后再细说new和malloc的区别。

一、new和delete
    C语言提供了malloc和free两个系统函数,完成对堆内存的申请和释放。而C++则提供了两个关键字new和delete;

1.1 规则
new/delete是关键字,效率高于malloc和free。
配对使用,避免内存泄漏和多重释放。
避免交叉使用,比如malloc申请空间delete释放,new出的空间被free。
new/delete 主要是用在类对象的申请和释放。申请的时候会调用构造器完成初始化,释放的时候,会调用析构器完成内存清理。
1.2 new/new[] 用法
    //开辟单地址空间
    int *p = new int;  //开辟大小为sizeof(int)空间
    int *q = new int(5); //开辟大小为sizeof(int)的空间,并初始化为5。
    //开辟数组空间
    //一维
    int *a = new int[100]{0};//开辟大小为100的整型数组空间,并初始化为0。
    //二维
    int (*a)[6] = new int[5][6];
    //三维
    int (*a)[5][6] = new int[3][5][6];
    //四维及以上以此类推。
1.3 delete/delete[] 用法
    //释放单个int空间
    int *a = new int;
    delete a;
    //释放int数组空间
    int *b = new int[5];
    delete []b;
二、new和malloc的区别
2.1 属性
    new和delete是C++关键字,需要编译器支持;malloc和free是库函数,需要头文件支持。

2.2 参数
    使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小,编译器会根据类型信息自行计算。而malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。

2.3 返回类型
    new操作符内存分配成功时,返回的是对象类型的指针,类型严格与对象匹配,无须进行类型转换,故new是符合类型安全性的操作符。而malloc内存分配成功则是返回void * ,需要通过强制类型转换将void*指针转换成我们需要的类型。

2.4 自定义类型
    new会先调用operator new函数,申请足够的内存(通常底层使用malloc实现)。然后调用类型的构造函数,初始化成员变量,最后返回自定义类型指针。delete先调用析构函数,然后调用operator delete函数释放内存(通常底层使用free实现)。

    malloc/free是库函数,只能动态的申请和释放内存,无法强制要求其做自定义类型对象构造和析构工作。

2.5 “重载”
    C++允许自定义operator new 和 operator delete 函数控制动态内存的分配。

2.6 内存区域
    new做两件事:分配内存和调用类的构造函数,delete是:调用类的析构函数和释放内存。而malloc和free只是分配和释放内存。

    new操作符从自由存储区(free store)上为对象动态分配内存空间,而malloc函数从堆上动态分配内存。自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念,凡是通过new操作符进行内存申请,该内存即为自由存储区。而堆是操作系统中的术语,是操作系统所维护的一块特殊内存,用于程序的内存动态分配,C语言使用malloc从堆上分配内存,使用free释放已分配的对应内存。自由存储区不等于堆,如上所述,布局new就可以不位于堆中。

2.7 分配失败
    new内存分配失败时,会抛出bac_alloc异常。malloc分配内存失败时返回NULL。

2.8 内存泄漏
    内存泄漏对于new和malloc都能检测出来,而new可以指明是哪个文件的哪一行,malloc确不可以。
 

参考文章:

C++ new和malloc的区别_Linux猿-CSDN博客 

c++ new 与malloc有什么区别 - ywliao - 博客园 (cnblogs.com)

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