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new/delete与malloc/free的区别
参考:
https://blog.csdn.net/u013485792/article/details/51329541
https://www.cnblogs.com/lyl-312/p/5528892.html
http://www.cnblogs.com/QG-whz/p/5140930.html
https://blog.csdn.net/gukesdo/article/details/7506155
本文在写作中参考了上述文章,特此感谢!
之前对new和delete,malloc和free这两对组合只有个简单的了解,知道必须配合使用来对内存进行控制。近期在工作中用到了malloc和free,结果出现各种内存问题,解决了好久,记录一下当做回顾。
在C++中内存分为5个区,分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
堆: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。
栈:在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。
自由存储区: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。(new操作符从自由存储区上为对象动态分配内存空间)
全局/静态存储区:这块内存是在程序编译的时候就已经分配好的,在程序整个运行期间都存在。例如全局变量,静态变量。
常量存储区:这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量(const),不允许修改。
那么自由存储区是否能够是堆(问题等价于new是否能在堆上动态分配内存),这取决于operator new 的实现细节。自由存储区不仅可以是堆,还可以是静态存储区,这都看operator new在哪里为对象分配内存。
特别的,new甚至可以不为对象分配内存!定位new的功能可以办到这一点:
new (place_address) type |
place_address为一个指针,代表一块内存的地址。当使用上面这种仅以一个地址调用new操作符时,new操作符调用特殊的operator new,也就是下面这个版本:
void * operator new (size_t,void *) //不允许重定义这个版本的operator new |
这个operator new不分配任何的内存,它只是简单地返回指针实参,然后右new表达式负责在place_address指定的地址进行对象的初始化工作。
所以有的文章简单的将new delete,malloc free 理解为都是从堆中获取内存。下文中也是以此进行描述,知道基本原理即可。
另外基于此,有的文章将C++内存的五个区划分为:堆、栈、全局/静态存储区、常量存储区和程序代码区。
程序代码区:存放程序的二进制代码。
Ps:关于new和malloc之间的区别请参考下面这篇博客,里面讲解的很详细。
http://www.cnblogs.com/QG-whz/p/5140930.html
本文下面从自己的角度简单描述一下。
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。而malloc则不会,malloc只是简单的分配一块内存给用户使用。
首先free对应的是malloc;delete对应的是new;free用来释放malloc出来动态内存,delete用来释放new出来的动态内存空间。
new/delete是C++的操作符,而malloc/free是C中的函数。
应用的区别为:
1. 数组的时候int *p=(int*)malloc(10*sizeof(int)) 释放的时候 free(p)即可;这是因为编译器对malloc做了一些特殊的处理,以保证可以正确释放内存。
而当int *p=new int[10]释放的时候应为delete []p,注意[]的作用说明释放的是一个数组的内存,如果delete p则只是释放的p[0],其余9个int的内存没有释放;这是因为当指明为[]的时候,编译器实际上是做了一个循环来释放这个数组的所有内存。
2. 在类和对象的时候会有很大区别。在使用malloc和free来处理动态内存的时候,仅仅是释放了这个对象所占的内存,而不会调用这个对象的析构函数;使用new和delete就可以既释放对象的内存的同时,调用这个对象的析构函数。
共同之处:
它们都是只把指针所指向的内存释放掉了,并没有把指针本身干掉。在free和delete之后,都需要把指向清理内存的指针置为空,即p=NULL,否则指针指向的内存空间虽然释放了,但是指针p的值还是记录的那块地址,该地址对应的内存是垃圾,p就成了“野指针”。
即free和delete之后,是把从堆中获取的内存释放,这部分内存现在可以分配给其它使用。但是栈中的指针本身依然存在,并仍然指向该部分内存。如果不把指针设置为NULL。后面仍然去调用该指针,可以获得这部分内存中的值。但是这部分内存中的值是不确定的,有可能已经被其它程序调用,即“野指针”。如果只是单纯的把指针设置为NULL,没有调用free和delete会导致内存泄露。即从指针判断的话,已经无法访问内存。但是由于没有调用free和delete,导致系统以为这部分内存依然在使用,程序执行过程中无法分配给其它部分,导致内存浪费。
如果程序较长,我们通常在使用一个指针前会检查p!=NULL,这样就起不到作用了。此时如果再释放p指向的空间,编译器就会报错,因为释放一个已经被释放过的空间是不合法的。而将其置为NULL之后再重复释放就不会产生问题,因为delete一个0指针是安全的。
在这里关于指针和动态申请的内存空间总结如下:
1. 指针消亡了,并不表示它指示的动态内存会自动释放;
2. 动态内存释放掉了,如果这个内存是一个动态对象,则并不表示一定会调用这个对象的析构函数;
动态内存释放掉了,并且调用了析构函数,并不表示指针会消亡或者自动变成了NULL。
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原文地址:https://www.cnblogs.com/szBeginner/p/9241237.html