malloc、free和new、delete的区别

基本概念

malloc、free

malloc、free是c语言中的库函数

void* malloc(long num_bytes);
void free(void *first_byte);

内存操作

malloc函数接收需要分配的内存字节数，如果内存足够，可以成功分配，会返回指向内存块起始位置的指针

free函数释放指针指向的内存，接收的参数是需要释放的内存的首地址

用法

malloc：

1. malloc返回的是void*类型的指针，需要手动转换成指定类型的指针；
2. malloc本身并不是别要申请的内存是什么类型，他只关心申请的内存的字节数

Type *ptr = (Type *)malloc(sizeof(Type) * length);

free：

free(ptr);

实际上，在调用malloc之后，返回给用户的指针指向的地址的前面还有一段元数据，这部分元数据记录了内存块的大小等数据

内存布局大概是这样的：

| 元数据（记录大小等信息） | 用户数据区（malloc返回的指针） |
^                           ^
|                           |
系统知道的块起始地址        malloc返回的p

元数据的大小是固定的，所以在调用free函数的时候会先找到这部分元数据，获得内存块大小之后再执行释放内存

new、delete

new和delete是c++中的操作符

new在被调用的时候首先会申请内存，然后执行构造函数构造对象

delete在被调用的时候首先执行析构函数析构对象，然后才是释放内存

用法

1. new可以自动计算要分配的内存大小，只需要传给new对象类型和数量，因为new内置了sizeof、类型转换和类型安全检查等功能；
2. 要构造一个对象就new Type，构造多个就new Type[num]；
3. delete释放一个对象就delete obj，delete释放一个数组就delete []array

区别

1. malloc、free是c语言的库函数，而new、delete是c++的操作符（操作符可以重载）
2. new自动计算所需分配内存，malloc需要手动计算
3. new返回的是对象类型的指针，malloc返回void*，需要类型转换成对象类型
4. delete释放内存时需要对象类型的指针，free是void*类型的指针
5. new分配失败会抛出异常，malloc分配失败返回NULL空指针；这是基于c和c++语言的区别
6. new在free store上分配内存，malloc在堆上分配
   这里free store指的是，new是c++的运算符，运算符可以重载，所以对于new的实现，可以是调用malloc在堆上申请内存，也可能是定向到一块已经申请好的静态全局内存上
7. new先调用operator new进行内存申请，然后调用构造函数初始化成员变量，最后返回指针
   delete先调用析构函数，在调用operator delete释放内存
   c++的类对象，既需要申请内存，还需要初始化操作，释放时也需要析构和释放内存两步，所以才有了new和delete
8. new是类型安全的，而malloc不是
   int *p = new float[5];编译时会报错
   int *p = malloc(5 * sizeof(float));编译时不报错