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【C++】new和malloc的区别

编程日记 2025-01-04 01:50:00

一、显而易见的区别

1、属性

new/delete是C++关键字，需要编译器支持；
malloc/free是库函数，需要头文件支持。

2、参数

使用new操作符申请内存分配时，无须指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算；
而使用malloc函数申请内存分配时，则需要显式地指出所需内存的尺寸。

3、返回类型

使用new操作符内存分配成功时，返回的是对象类型的指针，类型严格与对象匹配，无须进行类型转换，故new是符合类型安全性的操作符；
而使用malloc函数内存分配成功时，则是返回void * ，需要通过强制类型转换将void*指针转换成我们需要的类型。

4、分配失败

使用new操作符内存分配失败时，会抛出bac_alloc异常；
而使用malloc函数内存分配失败时，返回NULL。

5、自定义类型

new会先调用operator new函数，申请足够的内存（通常底层使用malloc实现）。然后调用类型的构造函数，初始化成员变量，最后返回自定义类型指针。delete先调用析构函数，然后调用operator delete函数释放内存（通常底层使用free实现）。

malloc/free是库函数，只能动态的申请和释放内存，无法强制要求其做自定义类型对象构造和析构工作。

6、重载

C++允许重载new/delete操作符，特别的，布局new的就不需要为对象分配内存，而是指定了一个地址作为内存起始区域，new在这段内存上为对象调用构造函数完成初始化工作，并返回此地址。
而malloc不允许重载。

二、内存空间

1、区别

new操作符从自由存储区（free store）上为对象动态分配内存空间；
而malloc函数从堆上动态分配内存。

2、堆

堆是操作系统中的术语，是操作系统所维护的一块特殊内存，用于程序的内存动态分配，C语言使用malloc从堆上分配内存，使用free释放已分配的对应内存。

3、自由存储区

自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念，凡是通过new操作符进行内存申请，该内存即为自由存储区。

基本上，所有的C++编译器默认使用堆来实现自由存储，也即是缺省的全局运算符new和delete也许会按照malloc和free的方式来被实现，这时由new运算符分配的对象，说它在堆上也对，说它在自由存储区上也正确。但程序员也可以通过重载操作符，改用其他内存来实现自由存储，例如全局变量做的对象池，这时自由存储区就区别于堆了

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