北京建设注册中心网站首页,北京优化网站,wordpress 时尚 主题,广告优化师前景怎样new和malloc 文章目录 new和malloc前言一、属性上的区别二、使用上的区别三、内存位置的区别四、返回类型的区别五、分配失败的区别六、扩张内存的区别七、系统调度过程的区别总结 前言
new和malloc的知识点#xff0c;作为一个嵌入式工程师是必须要了解清楚的。new和malloc的…new和malloc 文章目录 new和malloc前言一、属性上的区别二、使用上的区别三、内存位置的区别四、返回类型的区别五、分配失败的区别六、扩张内存的区别七、系统调度过程的区别总结 前言
new和malloc的知识点作为一个嵌入式工程师是必须要了解清楚的。new和malloc的区别到底在哪里呢
内存分配通常在以下场景下使用
动态数据结构如链表、栈、队列和图这些数据结构的大小在程序运行时可能会变化。 大数据处理当需要处理大块数据如图像、文件数据等时动态分配可以根据实际需求分配内存。 用户输入当用户输入的内容大小不可预见时如读取不定长度的字符串。 资源管理在需要创建大量对象但具体数量在编译时无法确定的情况如对象池或缓存系统。 动态内存分配提供了灵活性使程序能够有效地管理内存根据实际需求分配和释放内存。
一、属性上的区别
new/delete是C中的关键字操作符若要使用需要编译器支持 malloc/free是标准库函数若要使用则需要引入相应的头文件才可以正常使用。
二、使用上的区别
malloc申请空间需要显式填入申请内存的大小 new无需显式填入申请的内存大小new会根据new的类型分配内存。
/** malloc/free **/
int *a (int*) malloc(4)
free(a)在这里malloc(4) 分配了 4 字节的内存。由于 int 类型通常占用 4 字节因此分配了足够存储一个 int 类型的数据。free 函数用于释放之前通过 malloc 或其他动态内存分配函数分配的内存。在这里free(a) 释放了指针 a 指向的 4 字节的内存块。
#include stdio.h
#include stdlib.hint main() {// 动态分配内存以存储一个整数int *a (int*) malloc(sizeof(int));// 检查内存分配是否成功if (a NULL) {printf(内存分配失败\n);return 1; // 结束程序并返回错误代码}// 设置分配的内存中的值*a 42;// 打印内存中的值printf(内存中的值是: %d\n, *a);// 释放分配的内存free(a);// 将指针设为 NULL避免悬挂指针a NULL;return 0;
} 在调用 free 函数之前确保指针确实指向了动态分配的内存是非常重要的。 为什么需要确保指针指向动态分配的内存 1.内存释放的正确性 free 函数的作用是释放之前由 malloc、calloc 或 realloc 函数分配的内存。如果指针 a 不指向有效的动态分配内存区域即没有通过这些函数分配的内存调用 free(a) 可能会导致未定义行为。未定义行为可能会导致程序崩溃、内存泄漏、数据损坏或其他难以预测的错误。 2.内存管理的安全性 如果 a 指向非动态分配的内存比如一个局部变量、全局变量或者静态变量调用 free 可能会导致操作系统试图释放不属于它的内存造成错误。例如如果你试图释放一个未分配的指针或者已经被释放的指针悬挂指针这也会导致问题。 确保指针指向动态内存的措施 1.初始化指针 在使用指针之前初始化它为 NULL。这样如果你忘记分配内存它至少不会指向一个不确定的位置。 例如int *a NULL; 分配内存之后检查指针 每次调用 malloc 或相关函数后都应该检查指针是否为 NULL。如果为 NULL说明内存分配失2.败需要处理这种情况。 2.避免重复释放 确保每个动态分配的内存块只被释放一次。重复释放同一块内存会导致未定义行为。 在释放内存后可以将指针设置为 NULL这有助于避免对已经释放内存的重复释放尝试。
free(a);
a NULL;3.管理指针的生命周期 确保在释放内存之前所有指针操作都合法且在范围内。避免在释放内存后还尝试使用该内存如访问已释放的内存。 // 尝试释放已经释放的指针安全地检查if (a ! NULL) {free(a); // 这行不会被执行因为 ma 是 NULL}/** new/delete **/
int *b new int(0);分配内存使用 new 关键字在堆上分配内存来存储一个 int 类型的值。 初始化内存将这个 int 初始化为 0。 返回指针new 操作符返回一个指向这块内存的指针该指针被赋值给 b。 因此b 是一个指向 int 类型的指针指向的内存位置存储着值 0。
#include iostreamint main() {// 使用 new 操作符分配内存并初始化为 0int *b new int(0);// 输出指针 b 指向的值std::cout The value of *b is: *b std::endl;// 修改 b 指向的值*b 42;std::cout The new value of *b is: *b std::endl;// 释放分配的内存 避免内存泄漏delete b;// 将 b 设置为 nullptr以避免悬挂指针b nullptr;return 0;
} 三、内存位置的区别
new此操作符分配的内存空间是在自由存储区 malloc申请的内存是在堆空间。 C/C的内存通常分为堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区、常量存储区。可能除了自由存储区其他的内存分布大家应该都比较熟悉。堆是C语言和操作系统的术语堆是操作系统所维护的一块特殊内存它提供了动态分配的功能当运行程序调用malloc()时就会从中分配调用free()归还内存。自由存储区是C中动态分配和释放对象的一个概念通过new分配的内存区域可以称为自由存储区通过delete释放归还内存。自由存储区可以是堆、全局/静态存储区等具体是在哪个区主要还是要看new的实现以及C编译器默认new申请的内存是在哪里。但是基本上很多C编译器默认使用堆来实现自由存储运算符new和delete内部默认是使用malloc和free的方式来被实现说它在堆上也对说它在自由存储区上也正确。因为在C中new和delete符号是可以重载的我们可以重新实现new的实现代码可以让其分配的内存位置在静态存储区等。而malloc和free是C里的库函数无法对其进行重载。
四、返回类型的区别
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。 malloc内存分配成功则是返回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。所以在C程序中使用new会比malloc安全可靠。
五、分配失败的区别
malloc分配内存失败时返回NULL我们可以通过判断返回值可以得知是否分配成功 new内存分配失败时会抛出bac_alloc异常它不会返回NULL分配失败时如果不捕捉异常那么程序就会异常退出。
六、扩张内存的区别
malloc使用malloc分配内存后发现内存不够用那我们可以通过realloc函数来扩张内存大小realloc会先判断当前申请的内存后面是否还有足够的内存空间进行扩张如果有足够的空间那么就会往后面继续申请空间并返回原来的地址指针否则realloc会在另外有足够大小的内存申请一块空间并将当前内存空间里的内容拷贝到新的内存空间里最后返回新的地址指针。 newnew没有扩张内存的机制。
七、系统调度过程的区别
malloc free是库函数而不是运算符不在编译器控制范围之内不能够自动调用构造函数和析构函数。NEW在为对象申请分配内存空间时可以自动调用构造函数同时也可以完成对对象的初始化。同理delete也可以自动调用析构函数。而malloc只是做一件事只是为变量分配了内存同理free也只是释放变量的内存。
总结
new
int *p new int(5); // 分配内存并初始化为 5在 C 中使用。 会调用构造函数来初始化对象。 用于分配单个对象或数组。 malloc
int *p (int*)malloc(sizeof(int)); // 分配内存但不初始化在 C 和 C 中使用。 不会调用构造函数内存中的内容是未定义的。 需要强制转换为目标类型。
内存释放 new使用 delete 或 delete[] 来释放内存。
delete p; // 对应单个对象
delete[] p; // 对应对象数组malloc使用 free 来释放内存。
free(p);异常处理 new 如果内存分配失败new 会抛出 std::bad_alloc 异常。 可以使用 new(std::nothrow) 来避免抛出异常而是返回 nullptr。 malloc 如果内存分配失败malloc 返回 NULL。不会抛出异常适用于不支持 C 异常的环境。适用场景 new 适用于 C 编程特别是当你需要初始化对象或管理对象生命周期时。 与 C 的对象构造和析构机制兼容。 malloc 适用于 C 或者 C 中的低级内存管理尤其是当你在 C 环境中需要兼容 C 代码时。 更适合需要原始内存块的场景但需要手动处理初始化和类型转换。
