C++中malloc/free , new/delete标准库函数与运算符区别

malloc/free是标准库函数,new/delete是运算符。他们都可以用来申请动态内存和释放内存。下面来看他们的区别。

标准库函数: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。
运算符: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。

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)。

二.在用法上的不同
1.malloc/free
函数malloc的原形如下:
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”。

a.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。

b.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的原形如下:
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。

2.new/delete
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];

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。

所以,综上所述两者的区别为:
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,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

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

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。

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。

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。

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