C++之new、delete 与malloc、free

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在C/C++编程中经常会申请内存,而对内存的申请释放操作有两套方法: new、delete 与malloc、free。

1. 区别

(1). new、delete是c++中的操作符,malloc、free是C中的一个函数,它们都可用于申请动态内存和释放内存。
(2). 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。他们的使用最好是成对使用,不要去混搭。
(3). new的效率malloc稍微低一些,可以认为new=(malloc+构造函数)。 new 不止是分配内存,而且会调用类的构造函数。new出来的指针是直接带类型信息的。相对应的delete会调用类的析构函数。
而malloc则只分配内存,malloc返回的都是void指针,不会进行初始化类成员的工作,相对应的free也不会调用析构函数。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。
(4). 内存泄漏对于malloc或者new都可以检查出来的,区别在于new可以指明是哪个文件的哪一行,而malloc没有这些信息。
(5). malloc不会抛异常,而new会;无法重定义malloc失败时的默认返回NULL,但是new失败时默认行为可以重定义,比如不让其抛出异常。
(6). 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。
(7). 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。

2. free和delete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,都需要手动的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”。同样会使人认为p是个合法的指针(p依旧指向一个地址),通常在程序中,使用一个指针前会检查p!=NULL,指针未置为空就不作用。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(NULL)指针是安全的。
    即:
  • (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;
  • (3). 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。

3 如果用new创建对象,再用free去释放内存,结果会怎么样呢?

  • 根据定义:new()函数实际过程中做了两步操作:第一步是分配内存空间,第二步是调用类的构造函数;delete()也同样是两步:第一步是调用类的析构函数,第二步才是释放内存;而malloc()和free()仅仅是分配内存与释放内存操作;
  • 那么如果用free去释放new分配的内存,就会缺少调用析构函数的步骤。因为,在构造函数里面申请的内存因为没有被析构函数释放,所以该内存并没有释放,所以如果再输出该内存的值,那么应该还是原来设置的值。

4 free/delete 出错可能

http://bbs.csdn.net/topics/390303069 有这样一个例子:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main ()
{
        char * s = (char *)malloc(100);
        s = "Hello world!";

        free(s);

        if(s == NULL)
                printf("Hello\n");
        else
                printf("no\n");

        return 0;
}

这中情况在运行时直接退出,在eclipse cdt中调试时或出现这种情况:
指针申请后被修改再free会失败
原因是因为:指针申请后被修改再free会失败

char * s = (char *)malloc(100);

此时s指向堆中某区域;

s = "Hello world!";

s重新指向文字常量区某区域;此时,指针被修改!

free(s);

所以程序会崩溃。
同样的问题会出现在

size_t iconv (iconv_t cd, char **inbuf, size_t *inbytesleft, char **outbuf, size_t *outbytesleft)

函数中,outbuf在使用过程中不断的被修改。
执行过iconv过程中,outbuf所指向的内存空间位置已经被改掉了, 所以你任何时候去读**outbuf, 都是读不到任何iconv后的数据的(都在*outbuf这个指针前面放着呢)。

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