0. 属性
new/delete是C++关键字,需要编译器支持。malloc/free是库函数,需要头文件支持。
1. 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. 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。
3. 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。
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。
5. 重载
C++允许重载new/delete操作符,特别的,布局new的就不需要为对象分配内存,而是指定了一个地址作为内存起始区域,new在这段内存上为对象调用构造函数完成初始化工作,并返回此地址。而malloc不允许重载。
6. 内存区域
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
7. 调用函数
使用new操作符来分配对象内存时会经历三个步骤:
- 第一步:调用operator new 函数(对于数组是operator new[])分配一块足够大的,原始的,未命名的内存空间以便存储特定类型的对象。
- 第二步:编译器运行相应的构造函数以构造对象,并为其传入初值。
- 第三部:对象构造完成后,返回一个指向该对象的指针。
使用delete操作符来释放对象内存时会经历两个步骤:
- 第一步:调用对象的析构函数。
- 第二步:编译器调用operator delete(或operator delete[])函数释放内存空间。
总之来说,new/delete会调用对象的构造函数/析构函数以完成对象的构造/析构。
8.对数组的调用
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)* 10 );//分配一个10个int元素的数组
9.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。
特征 | new/delete | malloc/free |
---|---|---|
分配内存的位置 | 自由存储区 | 堆 |
内存分配成功的返回值 | 完整类型指针 | void* |
内存分配失败的返回值 | 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 |