工作原理
malloc 是 stdlib.h 库中的函数，声明为 void *__cdecl malloc(size_t _Size);
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原理：
malloc函数沿空闲链表（位于内存 堆空间 中）申请一块满足需求的内存块，将所需大小的内存块分配给用户剩下的返回到链表上；并返回指向该内存区的首地址的指针，意该指针的类型为
void *，因此我们需要强制转换指针类型； -
参数：
_Size为要申请的空间大小，即需要显式填入申请内存的大小，如n * sizeof(int)； -
返回值：
malloc分配内存失败时返回NULL指针，可以通过返回值判断是否分配成功； -
malloc并不会初始化所申请的空间；
free 也是 stdlib.h 库中的函数，声明为 void __cdecl free(void *_Memory);
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free函数会将用户释放的内存块连接到空闲链上； -
参数：指针
_Memory应指向由malloc()分配的内存块，其他方式声明的内存不能用free()；
具体使用
动态创建一维数组
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size_t element_cnt = 10; int *arr = (int *)malloc(element_cnt * sizeof(int)); free(arr)扫描二维码关注公众号，回复： 17143327 查看本文章
size_t element_cnt = 10; int *arr = (int *)malloc(element_cnt * sizeof(int)); free(arr)
动态创建二维数组
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size_t m = 10, n = 10; int **arr = (int **)malloc(m * sizeof(int *)); for (int i = 0; i < m; i ++) arr[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int));
size_t m = 10, n = 10; int **arr = (int **)malloc(m * sizeof(int *)); for (int i = 0; i < m; i ++) arr[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int));
需要注意，这样获得的二维数组，不能保证其空间是连续的。
calloc
calloc 定义在 stdlib.h 库中，声明为 void *__cdecl calloc(size_t _NumOfElements,size_t _SizeOfElements);
calloc 与 malloc 的主要区别有：
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原理：
calloc函数会将申请的空间逐一初始化为0；由于自动初始化的原因，
calloc的运行效率要低于malloc； -
参数：
calloc多了一个参数NumOfElements，无需人为计算空间大小；
realloc
realloc 定义在 stdlib.h 库中，声明为 void *__cdecl realloc(void *_Memory,size_t _NewSize);，用于对动态内容进行扩容
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参数：
_Memory为 指向原来空间的指针；_NewSize为 扩容后空间大小 -
返回值：
如果
_Memory后有足够的连续空间，则扩大_Memory指向的地址，并返回_Memory；如果空间不够，则按照
_NewSize分配空间，拷贝原有数据到新分配的内存空间，并释放_Memory所指的内存区（自动释放，不需要free），同时返回新分配的内存区域的首地址； -
分配失败时返回空指针
NULL； -
若
_NewSize小于原大小，原数据末尾可能会丢失；
new / delete
工作原理
new 和 delete 是 C++ 中的关键字，若要使用，需要编译器支持。
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返回值：
内存分配成功时，
new返回对象类型的指针，类型严格与对象匹配；new内存分配失败时，会抛出bac_alloc异常，如果不捕捉异常，那么程序就会异常退出； -
new无需显式填入申请的内存大小，new会根据new的类型分配内存； -
new分配的内存空间在自由存储区； -
new和delete支持重载； -
不能对一块内存释放两次或以上；
对空指针
nullptr使用delete操作是合法的；
具体应用
动态实例化
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// 动态创建变量 int *p = new int(1234); /* ... */ delete p;
// 动态创建变量 int *p = new int(1234); /* ... */ delete p;
new 动态创建对象时会经历三个步骤：
- 调用
operator new函数分配一块足够的内存空间（通常底层默认使用malloc实现）以存储特定类型的对象； - 编译器运行相应的构造函数以构造函数，并为其传入初值；
- 返回一个指向该对象的指针；
delete 释放对象内存时会经历两个步骤：
- 调用对象的析构函数；
- 编译器调用
operator delete函数释放内存空间（通常底层默认使用free实现）；
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// 开辟新的对象 class A { int a; public: A(int a_) : a(a_) {} }; int main() { A *p = new A(1234); /* ... */ delete p; } - 12
// 开辟新的对象 class A { int a; public: A(int a_) : a(a_) {} }; int main() { A *p = new A(1234); /* ... */ delete p; }
{} 运算符可以用来初始化没有构造函数的结构。初次以外，使用 {} 运算符可以使得变量的初始化形式变得同意。
struct ThreeInt {
int a;
int b;
int c;
};
int main() {
ThreeInt* p = new ThreeInt{1, 2, 3};
/* ... */
delete p;
}
struct ThreeInt { int a; int b; int c; }; int main() { ThreeInt* p = new ThreeInt{1, 2, 3}; /* ... */ delete p; }
动态创建数组
创建和释放数组需要使用 new[] 和 delete[]，new[] 运算符会返回数组的首地址。
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size_t element_cnt = 5; int *p = new int[element_cnt]; /* ... */ delete[] p;
size_t element_cnt = 5; int *p = new int[element_cnt]; /* ... */ delete[] p;
动态创建二维数组
动态创建二维数组有以下三种方式：
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声明一个长度为
N * M的一维数组，通过下标r * M + c访问二维数组中小标为(r, c)的元素：
int *arr = new int[N * M];
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int *arr = new int[N * M];这种方法可以保证二维数组的物理空间是 连续的。
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通过变量存储 数组的数组 的首地址——指向一个一维数组的指针的地址。这个变量即 二重指针：
int **arr = new int*[M]; for (int i = 0; i < M; i ++) a[i] = new int[N];
int **arr = new int*[M]; for (int i = 0; i < M; i ++) a[i] = new int[N];
需要注意，这样获得的二维数组，不能保证其空间是连续的。
对于这样获得的内存的释放，需要进行一个逆向操作：想释放每一个一维数组，再释放存储一维数组首地址的地址：
for (int i = 0; i < M; i ++) delete[] arr[i]; delete[] arr;
-
for (int i = 0; i < M; i ++) delete[] arr[i]; delete[] arr; -
第三种方法用到 指向数组的指针：
int (*arr)[N] = new int[M][N]; /* ... */ delete[] arr; int (*arr)[N] = new int[M][N]; /* ... */ delete[] arr;这种方式得到的也是连续的内存，但与第一种方式相比，可以直接使用
arr[n]的形式得到数组第n + 1行的首地址，使用arr[r][c]的形式访问到下标为(r, c)的元素。由于指向数组的指针也是一种确定的数据类型，因此除数组的第一维外，其他维度的长度均须为一个能在编译器确定的常量。
malloc 和 new 的主要区别
| 特征 | new / delete | malloc / free |
|---|---|---|
| 分配内存的位置 | 自由存储区 | 堆 |
| 内存分配失败 | 抛出异常 bac_alloc |
返回 NULL |
| 分配内存大小 | 编译器根据类型计算得出 | 显式指定字节数 |
| 处理数组 | new[] |
人为计算数组大小后进行内存分配 |
| 已分配内存的扩张 | 不支持 | realloc |
| 分配时内存不足 | 可以指定处理函数或重新指定分配器 | 无法通过用户代码处理 |
| 是否可以重载 | 可以 | 不可以 |
| 构造和析构函数 | 调用 | 不调用 |