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

 

百度笔试题：malloc/free与new/delete的区别

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。new操作返回一个指向所分配的这块足以存放该类型值的内存块的首指针。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（注意：即malloc不会执行对象的构造函数，free不会执行对象的析构函数，而new会自动执行构造函数，delete会自动执行析构函数）。

 

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 call 函数的代码。但实际中一些高级点的编译器，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 

函数malloc的原型如下：

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时要显示地进行类型转换，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、类型转换和类型安全检查功能。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：

  Obj *objects = new Obj[100]; // 创建100 个动态对象 

不能写成

Obj *objects = new Obj[100](1);// 创建100 个动态对象的同时赋初值1

在用delete 释放对象数组时，留意不要丢了符号‘[]’。例如

• 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。

两者区别：

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（返回对应类型的指针），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（构造）

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备上。而malloc无能为力（（其实new和delete是不能重载的，即使你进行了重载，也只是重载了operator new和operator delete））

4、new将调用constructor（构造函数），而malloc不能；delete将调用destructor（析构函数），而free不能。（malloc/free只是动态分配/释放内存空间。而new/delete出来分配空间还会调用构造函数和析构函数进行初始化与清理。）

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;   
}

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”。（注意：即malloc不会执行对象的构造函数，free不会执行对象的析构函数，而new会自动执行构造函数，delete会自动执行析构函数）。

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。

转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_4d3a41f4010116ha.html