一般來說，在C/C++的面試時(shí)，對(duì)于new/delete和malloc/free這兩對(duì)的使用和區(qū)別經(jīng)常被考查到，如果這種基礎(chǔ)的問題都答不上來，估計(jì)很難過面試了。本文即是對(duì)new/delete和malloc/free這兩對(duì)的使用和區(qū)別較為簡單的分析一下，供大家參考。
一、new和delete
new和delete是C++的運(yùn)算符，用于動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存和釋放內(nèi)存。
1.new表達(dá)式
標(biāo)準(zhǔn)庫定義了operator new函數(shù)的幾個(gè)重載版本，沒有使用noexcept說明的版本在內(nèi)存分配失敗時(shí)可能會(huì)拋出bad_alloc異常，而使用了的不會(huì)拋出異常。
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void* operator new ( size_t ); void* operator new[]( size_t ); void* operator new ( size_t , const nothrow_t& ) noexcept; void* operator new[]( size_t , const nothrow_t& ) noexcept; |
當(dāng)我們使用new表達(dá)式時(shí)，實(shí)際執(zhí)行了三步操作：
①.new表達(dá)式調(diào)用上面的operator new（或者operator new[]）的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，函數(shù)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（或者對(duì)象的數(shù)組）。
②.編譯器運(yùn)行相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)以構(gòu)造這些對(duì)象，并為其傳入初始值。
③.對(duì)象被分配了空間并構(gòu)造完成，返回一個(gè)指向該對(duì)象的指針。
對(duì)于operator new函數(shù)或者operator new[]函數(shù)來說，它的返回類型必須是void*，第一個(gè)形參的類型必須是size_t且該形參不能含有默認(rèn)實(shí)參。當(dāng)編譯器調(diào)用operator new或者operator new[]函數(shù)時(shí)，會(huì)把存儲(chǔ)指定對(duì)象或者指定對(duì)象的數(shù)組所需的字節(jié)數(shù)傳給size_t形參。
2.delete表達(dá)式
標(biāo)準(zhǔn)庫也定義了operator delete函數(shù)的幾個(gè)重載版本，noexcept說明符表示在內(nèi)存分配失敗時(shí)返回空指針而不是拋出bad_alloc異常。
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void operator delete ( void* ) noexcept; void operator delete[]( void* ) noexcept; void operator delete ( void* , const nothrow_t& ) noexcept; void operator delete[]( void* , const nothrow_t& ) noexcept; |
當(dāng)我們使用delete表達(dá)式時(shí)，實(shí)際執(zhí)行了兩步操作：
①.對(duì)指針?biāo)傅膶?duì)象或者所指的數(shù)組中的元素執(zhí)行對(duì)應(yīng)的析構(gòu)函數(shù)。
②.編譯器調(diào)用operator delete（或者operator delete[]）的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)釋放內(nèi)存空間。
對(duì)于operator delete函數(shù)或者operator delete[]函數(shù)來說，它們的返回類型必須是void，第一個(gè)形參的類型必須是void*。執(zhí)行一條delete表達(dá)式將調(diào)用相應(yīng)的operator函數(shù)，并用指向待釋放內(nèi)存的指針來初始化void*形參。
二、malloc和free
malloc和free是C/C++中的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，也是用于申請動(dòng)態(tài)內(nèi)存和釋放內(nèi)存。
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void* malloc( size_t size ); void free( void* ptr ); |
malloc函數(shù)接受一個(gè)表示待分配字節(jié)數(shù)的size_t，返回指向分配空間的指針；如果分配失敗，則返回空指針。free函數(shù)接受一個(gè)void*，它是malloc返回的指針的副本，free將相關(guān)內(nèi)存返還給系統(tǒng)。注意：malloc函數(shù)并不會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)來初始化內(nèi)存，free函數(shù)也不會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。
三、new和malloc、delete和free的區(qū)別
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int *p1 = new int; // 沒有初始化列表， 所以沒有初始化 int *p2 = new int(); // 空初始化列表， 執(zhí)行zero初始化, 所以初始化為0 int *p3 = new int(3); // 非空初始化列表， 執(zhí)行值初始化， 所以初始化為3 // 注：對(duì)于沒有構(gòu)造函數(shù)的內(nèi)置類型，new會(huì)不會(huì)初始化在于有沒有初始列表（空列表“()”也算） int *p4 = new int[100]; // 分配大小為sizeof(int)*100; int *p5 = (int*)malloc(sizeof(int)*128); double *p6 = (double*)malloc(sizeof(double)*12); |
new和malloc的區(qū)別：
①.new是一個(gè)運(yùn)算符，malloc()是一個(gè)庫函數(shù)。
②.new會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，而malloc()不會(huì)。
③.new返回指定類型的指針，而malloc()返回void*。
④.new會(huì)自動(dòng)計(jì)算需要分配的空間，而malloc()需要手工計(jì)算字節(jié)數(shù)。
⑤.new可以被重載，而malloc()不能。
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delete p1; delete [] p2; free(p3); free(p4); |
delete和free的區(qū)別：
①.delete是一個(gè)運(yùn)算符，free()是一個(gè)庫函數(shù)。
②.delete會(huì)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，而free()不會(huì)。
③.delete可以被重載，而free()不能。
總結(jié)：
malloc和free是C/C++中的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，new和delete是C++的運(yùn)算符。對(duì)于非內(nèi)置數(shù)據(jù)類型的對(duì)象而言，光用maloc/free 無法滿足動(dòng)態(tài)對(duì)象的要求。對(duì)象在創(chuàng)建的同時(shí)要自動(dòng)執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)， 對(duì)象消亡之前要自動(dòng)執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)。由于malloc/free 是庫函數(shù)而不是運(yùn)算符，不在編譯器控制權(quán)限之內(nèi)，不能夠把執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的任務(wù)強(qiáng)加malloc/free。
