new與malloc的幾點(diǎn)區(qū)別

new與malloc的區(qū)別

1. 申請(qǐng)的內(nèi)存所在位置

new操作符從自由存儲(chǔ)區(qū)（free store）上為對(duì)象動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存空間，而malloc函數(shù)從堆上動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。自由存儲(chǔ)區(qū)是C++基于new操作符的一個(gè)抽象概念，凡是通過new操作符進(jìn)行內(nèi)存申請(qǐng)，該內(nèi)存即為自由存儲(chǔ)區(qū)。而堆是操作系統(tǒng)中的術(shù)語，是操作系統(tǒng)所維護(hù)的一塊特殊內(nèi)存，用于程序的內(nèi)存動(dòng)態(tài)分配，C語言使用malloc從堆上分配內(nèi)存，使用free釋放已分配的對(duì)應(yīng)內(nèi)存。

那么自由存儲(chǔ)區(qū)是否能夠是堆（問題等價(jià)于new是否能在堆上動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存），這取決于operator new 的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。自由存儲(chǔ)區(qū)不僅可以是堆，還可以是靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，這都看operator new在哪里為對(duì)象分配內(nèi)存。

2.返回類型安全性

new操作符內(nèi)存分配成功時(shí)，返回的是對(duì)象類型的指針，類型嚴(yán)格與對(duì)象匹配，無須進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，故new是符合類型安全性的操作符。而malloc內(nèi)存分配成功則是返回void * ，需要通過強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換將void*指針轉(zhuǎn)換成我們需要的類型。

類型安全很大程度上可以等價(jià)于內(nèi)存安全，類型安全的代碼不會(huì)試圖方法自己沒被授權(quán)的內(nèi)存區(qū)域。關(guān)于C++的類型安全性可說的又有很多了。

3.內(nèi)存分配失敗時(shí)的返回值

new內(nèi)存分配失敗時(shí)，會(huì)拋出bac_alloc異常，它不會(huì)返回NULL；malloc分配內(nèi)存失敗時(shí)返回NULL。 在使用C語言時(shí)，我們習(xí)慣在malloc分配內(nèi)存后判斷分配是否成功：

4.是否需要指定內(nèi)存大小

使用new操作符申請(qǐng)內(nèi)存分配時(shí)無須指定內(nèi)存塊的大小，編譯器會(huì)根據(jù)類型信息自行計(jì)算，而malloc則需要顯式地指出所需內(nèi)存的尺寸。

5.是否調(diào)用構(gòu)造函數(shù)/析構(gòu)函數(shù)

使用new操作符來分配對(duì)象內(nèi)存時(shí)會(huì)經(jīng)歷三個(gè)步驟：

第一步：調(diào)用operator new 函數(shù)（對(duì)于數(shù)組是operator new[]）分配一塊足夠大的，原始的，未命名的內(nèi)存空間以便存儲(chǔ)特定類型的對(duì)象。 

第二步：編譯器運(yùn)行相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)以構(gòu)造對(duì)象，并為其傳入初值。 

第三部：對(duì)象構(gòu)造完成后，返回一個(gè)指向該對(duì)象的指針。

使用delete操作符來釋放對(duì)象內(nèi)存時(shí)會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)步驟：

第一步：調(diào)用對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)。 

第二步：編譯器調(diào)用operator delete(或operator delete[])函數(shù)釋放內(nèi)存空間。

6.對(duì)數(shù)組的處理

C++提供了new[]與delete[]來專門處理數(shù)組類型:

A * ptr = new A[10];//分配10個(gè)A對(duì)象

使用new[]分配的內(nèi)存必須使用delete[]進(jìn)行釋放：

delete [] ptr;

new對(duì)數(shù)組的支持體現(xiàn)在它會(huì)分別調(diào)用構(gòu)造函數(shù)函數(shù)初始化每一個(gè)數(shù)組元素，釋放對(duì)象時(shí)為每個(gè)對(duì)象調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。注意delete[]要與new[]配套使用，不然會(huì)找出數(shù)組對(duì)象部分釋放的現(xiàn)象，造成內(nèi)存泄漏。

至于malloc，它并知道你在這塊內(nèi)存上要放的數(shù)組還是啥別的東西，反正它就給你一塊原始的內(nèi)存，在給你個(gè)內(nèi)存的地址就完事。所以如果要?jiǎng)討B(tài)分配一個(gè)數(shù)組的內(nèi)存，還需要我們手動(dòng)自定數(shù)組的大小：

int * ptr = (int *) malloc( sizeof(int)* 10 );//分配一個(gè)10個(gè)int元素的數(shù)組

7.new與malloc是否可以相互調(diào)用

operator new /operator delete的實(shí)現(xiàn)可以基于malloc，而malloc的實(shí)現(xiàn)不可以去調(diào)用new。下面是編寫operator new /operator delete 的一種簡(jiǎn)單方式，其他版本也與之類似：

8.是否可以被重載

opeartor new /operator delete可以被重載。標(biāo)準(zhǔn)庫是定義了operator new函數(shù)和operator delete函數(shù)的8個(gè)重載版本：

//這些版本可能拋出異常

void * operator new(size_t);

void * operator new[](size_t);

void * operator delete (void * )noexcept;

void * operator delete[](void *0）noexcept;

//這些版本承諾不拋出異常

void * operator new(size_t ,nothrow_t&) noexcept;

void * operator new[](size_t, nothrow_t& );

void * operator delete (void *,nothrow_t& )noexcept;

void * operator delete[](void *0,nothrow_t& ）noexcept;

我們可以自定義上面函數(shù)版本中的任意一個(gè)，前提是自定義版本必須位于全局作用域或者類作用域中。太細(xì)節(jié)的東西不在這里講述，總之，我們知道我們有足夠的自由去重載operator new /operator delete ,以決定我們的new與delete如何為對(duì)象分配內(nèi)存，如何回收對(duì)象。

而malloc/free并不允許重載。

總結(jié)