百度筆試題，malloc/free與new/delete

相同點(diǎn)：都可用于申請(qǐng)動(dòng)態(tài)內(nèi)存和釋放內(nèi)存

不同點(diǎn)：

（1）操作對(duì)象有所不同。

malloc與free是C++/C 語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，new/delete 是C++的運(yùn)算符。對(duì)于非內(nèi)部數(shù)據(jù)類的對(duì)象而言，光用maloc/free 無(wú)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(kù)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。

（2）用法上也有所不同。

函數(shù)malloc 的原型如下：

void * malloc(size_t size); 

用malloc 申請(qǐng)一塊長(zhǎng)度為length 的整數(shù)類型的內(nèi)存，程序如下：

int *p = (int *) malloc(sizeof(int) * length); 

我們應(yīng)當(dāng)把注意力集中在兩個(gè)要素上：“類型轉(zhuǎn)換”和“sizeof”。

1、malloc 返回值的類型是void *，所以在調(diào)用malloc 時(shí)要顯式地進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，將void * 轉(zhuǎn)換成所需要的指針類型。

2、 malloc 函數(shù)本身并不識(shí)別要申請(qǐng)的內(nèi)存是什么類型，它只關(guān)心內(nèi)存的總字節(jié)數(shù)。

函數(shù)free 的原型如下：

void free( void * memblock ); 

為什么free 函數(shù)不象malloc 函數(shù)那樣復(fù)雜呢？這是因?yàn)橹羔榩 的類型以及它所指的內(nèi)存的容量事先都是知道的，語(yǔ)句free(p)能正確地釋放內(nèi)存。如果p 是NULL 指針，那么free對(duì)p 無(wú)論操作多少次都不會(huì)出問(wèn)題。如果p 不是NULL 指針，那么free 對(duì)p連續(xù)操作兩次就會(huì)導(dǎo)致程序運(yùn)行錯(cuò)誤。

new/delete 的使用要點(diǎn)：

運(yùn)算符new 使用起來(lái)要比函數(shù)malloc 簡(jiǎn)單得多，例如：

int *p1 = (int *)malloc(sizeof(int) * length);  
int *p2 = new int[length]; 

這是因?yàn)閚ew 內(nèi)置了sizeof、類型轉(zhuǎn)換和類型安全檢查功能。對(duì)于非內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的對(duì)象而言，new 在創(chuàng)建動(dòng)態(tài)對(duì)象的同時(shí)完成了初始化工作。如果對(duì)象有多個(gè)構(gòu)造函數(shù)，那么new 的語(yǔ)句也可以有多種形式。

如果用new 創(chuàng)建對(duì)象數(shù)組，那么只能使用對(duì)象的無(wú)參數(shù)構(gòu)造函數(shù)。

Obj *objects = new Obj[100];       // 創(chuàng)建100 個(gè)動(dòng)態(tài)對(duì)象  
不能寫成  
Obj *objects = new Obj[100](1);        // 創(chuàng)建100 個(gè)動(dòng)態(tài)對(duì)象的同時(shí)賦初值1 

在用delete 釋放對(duì)象數(shù)組時(shí)，留意不要丟了符號(hào)‘[]’。

例如：

delete []objects; // 正確的用法  
delete objects; // 錯(cuò)誤的用法 

后者相當(dāng)于delete objects[0]，漏掉了另外99 個(gè)對(duì)象。（objects是數(shù)組首地址）

再談二者區(qū)別：

1、new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)

2、new是類型安全的，而malloc不是，比如：

int* p = new float[2]; // 編譯時(shí)指出錯(cuò)誤  
int* p = malloc(2*sizeof(float)); // 編譯時(shí)無(wú)法指出錯(cuò)誤 

new operator 由兩步構(gòu)成，分別是 operator new 和 construct

3、operator new對(duì)應(yīng)于malloc，但operator new可以重載，可以自定義內(nèi)存分配策略，甚至不做內(nèi)存分配，甚至分配到非內(nèi)存設(shè)備上。而malloc無(wú)能為力。

4、new將調(diào)用constructor，而malloc不能；delete將調(diào)用destructor，而free不能。

5、malloc/free要庫(kù)文件支持，new/delete則不要。

看下面這段代碼：

class Obj   
{   
public:   
    Obj( )    
    { cout  <<  "Initialization"  <<  endl; }   
    ~ Obj( )   
    { cout  <<  "Destroy" <<  endl; }   
    void Initialize( )   
    { cout  <<  "Initialization"  <<  endl; }   
    void  Destroy( )   
    { cout  <<  "Destroy"  <<  endl; }   
}obj;   
   
void  UseMallocFree( )   
{   
    Obj   * a  =  (Obj  *) malloc( sizeof ( obj ) );      //  allocate memory    
    a -> Initialize();                                    //  initialization   
    // …    
    a -> Destroy();                                        // deconstruction    
    free(a);                                               // release memory   
}   
   
void  UseNewDelete( void )   
{   
    Obj   * a  =   new  Obj;                                              
    // …    
    delete a;   

類Obj的函數(shù)Initialize實(shí)現(xiàn)了構(gòu)造函數(shù)的功能，函數(shù)Destroy實(shí)現(xiàn)了析構(gòu)函數(shù)的功能。函數(shù)UseMallocFree中，由于malloc/free不能執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)，必須調(diào)用成員函數(shù)Initialize和Destroy來(lái)完成“構(gòu)造”與“析構(gòu)”。所以我們不要用malloc/free來(lái)完成動(dòng)態(tài)對(duì)象的內(nèi)存管理，應(yīng)該用new/delete。由于內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的“對(duì)象”沒(méi)有構(gòu)造與析構(gòu)的過(guò)程，對(duì)它們而言malloc/free和new/delete是等價(jià)的。

二者聯(lián)系：

既然new/delete的功能完全覆蓋了malloc/free，為什么C++還保留malloc/free呢？因?yàn)镃++程序經(jīng)常要調(diào)用C函數(shù)，而C程序只能用malloc/free管理動(dòng)態(tài)內(nèi)存。如果用free釋放“new創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)對(duì)象”，那么該對(duì)象因無(wú)法執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)而可能導(dǎo)致程序出錯(cuò)。如果用delete釋放“malloc申請(qǐng)的動(dòng)態(tài)內(nèi)存”，理論上講程序不會(huì)出錯(cuò)，但是該程序的可讀性很差。所以new/delete、malloc/free必須配對(duì)使用。

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