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C++中malloc/free , new/delete標準庫函式與運算子區別

malloc/free是標準庫函式,new/delete是運算子。他們都可以用來申請動態記憶體和釋放記憶體。下面來看他們的區別。

標準庫函式:庫函式是依賴於庫的,沒有庫就沒有它,也就是一定程度上獨立於語言的。理論上,編譯器不知道也不關心函式的作用,編譯器只保證編譯函式,以及呼叫該函式時引數和返回值符合語法,並生成相應 call 函式的程式碼。但實際中一些高階點的編譯器,都會對標準庫自帶的一些函式進行特別處理。
運算子:運算子是語言自身的特性,它有固定的語義,而且編譯器也知道意味著什麼。就像 +-*/ 一樣,由編譯器解釋語義,生成相應的程式碼。

一.操作物件有所不同
malloc與free是C++/C語言的標準庫函式,new/delete是C++的運算子。對於非內部資料型別的物件而言

光用malloc/free無法滿足動態物件的要求
物件在建立的同時要自動執行建構函式,物件消亡之前要自動執行解構函式。由於malloc/free是庫函式而不是運算子,不在編譯器控制權限之內,不能把執行建構函式和解構函式的任務強加於malloc/free(注意:即malloc不會執行物件的建構函式,free不會執行物件的解構函式,而new會自動執行建構函式,delete會自動執行解構函式)。

二.在用法上的不同
1.malloc/free
函式malloc的原形如下:
void *malloc(size_t size);
用malloc 申請一塊長度為length 的整數型別的記憶體,程式如下:
int p=(int

) malloc(sizeof(int) * length);
我們應當把注意力集中在兩個要素上:“型別轉換”和“sizeof”。

a.malloc返回值的型別是void ,所以在呼叫malloc時要顯示地進行型別轉換,將void 轉換成所需要的指標型別。

b.mallo函式本身並不識別要申請的記憶體是什麼型別,它只關心記憶體的總位元組數。

函式free的原形如下:
void free(void *memblock);
為什麼free 函式不象malloc 函式那樣複雜呢?這是因為指標p的型別以及它所指的記憶體的容量事先都是知道的,語句free(p)能正確地釋放記憶體。如果p是NULL指標,那麼free對p無論操作多少次都不會出問題。如果p不是NULL指標,那麼free對p連續操作兩次就會導致程式執行錯誤。

2.new/delete
運算子new使用起來要比函式malloc簡單得多,例如:
int p1 = (int )malloc(sizeof(int) * length);
int *p2 = new int[length];
這是因為new 內建了sizeof、型別轉換和型別安全檢查功能。對於非內部資料型別的物件而言,new在建立動態物件的同時完成了初始化工作。如果物件有多個建構函式,那麼new的語句也可以有多種形式。

如果new建立物件陣列,那麼只能使用物件的無參建構函式。例如:
Obj *objects=new Obj[100];

在用delete 釋放物件陣列時,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 個物件。

所以,綜上所述兩者的區別為:
1、new自動計算需要分配的空間,而malloc需要手工計算位元組數

2**、new是型別安全的,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

3、operator new對應於malloc,但operator new可以過載,可以自定義記憶體分配策略,甚至不做記憶體分配,甚至分配到非記憶體裝置上。而malloc無能為力

4、new將呼叫constructor(建構函式),而malloc不能;delete將呼叫destructor(解構函式),而free不能。

5、malloc/free要庫檔案支援,new/delete不要。

本質區別:
malloc/free是c/C++語言的標準庫函式,new/delete是C++的運算子。
對於使用者自定義的物件而言,用malloc/free無法滿足動態管理物件的要求。物件在建立的同時要自動執行建構函式,物件在消亡之前要自動執行解構函式。由於malloc/free是庫函式而不是運算子,不在編譯器控制權限之內,不能夠把執行建構函式和解構函式的任務強加於malloc/free。因此,C++需要一個能完成動態記憶體分配和初始化工作的運算子new,以及一個能完成清理與釋放記憶體工作的運算子delete。

聯絡:
既然new/delete的功能完全覆蓋了malloc /free,為什麼C++還保留malloc/free呢?因為C++程式經常要呼叫C函式,而C程式只能用malloc/free管理動態記憶體。如果用 free釋放“new建立的動態物件”,那麼該物件因無法執行解構函式而可能導致程式出錯。如果用delete釋放“malloc申請的動態記憶體”,理論上講程式不會出錯,但是該程式的可讀性很差。所以new/delete,malloc/free必須配對使用。