C 記憶體管理詳解

踏入c++中的雷區——c++記憶體管理詳解

這篇文章回答了我之前的乙個問題，就是分配記憶體用malloc好，還是用new好，今天跑程式的時候，發現malloc老是失敗，氣得不行，最後看到了這篇文章，原來如此，以後堅決用new了。。。。

1、有了malloc/free為什麼還要new/delete？

malloc與free是c++/c語言的標準庫函式，new/delete是c++的運算子。它們都可用於申請動態記憶體和釋放記憶體。

對於非內部資料型別的物件而言，光用maloc/free無法滿足動態物件的要求。物件在建立的同時要自動執行建構函式，物件在消亡之前要自動執行析構函式。由於malloc/free是庫函式而不是運算子，不在編譯器控制許可權之內，不能夠把執行建構函式和析構函式的任務強加於malloc/free。

因此c++語言需要乙個能完成動態記憶體分配和初始化工作的運算子new，以及乙個能完成清理與釋放記憶體工作的運算子delete。注意new/delete不是庫函式。我們先看一看malloc/free和new/delete如何實現物件的動態記憶體管理，見示例6。

class obj

~obj(void)

void initialize(void)

void destroy(void)

};void usemallocfree(void)

void usenewdelete(void)

示例6 用malloc/free和new/delete如何實現物件的動態記憶體管理

類obj的函式initialize模擬了建構函式的功能，函式destroy模擬了析構函式的功能。函式usemallocfree中，由於malloc/free不能執行建構函式與析構函式，必須呼叫成員函式initialize和destroy來完成初始化與清除工作。函式usenewdelete則簡單得多。

所以我們不要企圖用malloc/free來完成動態物件的記憶體管理，應該用new/delete。由於內部資料型別的「物件」沒有構造與析構的過程，對它們而言malloc/free和new/delete是等價的。

既然new/delete的功能完全覆蓋了malloc/free，為什麼c++不把malloc/free淘汰出局呢？這是因為c++程式經常要呼叫c函式，而c程式只能用malloc/free管理動態記憶體。

如果用free釋放「new建立的動態物件」，那麼該物件因無法執行析構函式而可能導致程式出錯。如果用delete釋放「malloc申請的動態記憶體」，理論上講程式不會出錯，但是該程式的可讀性很差。所以new/delete必須配對使用，malloc/free也一樣。

2、記憶體耗盡怎麼辦？

如果在申請動態記憶體時找不到足夠大的記憶體塊，malloc和new將返回null指標，宣告記憶體申請失敗。通常有三種方式處理「記憶體耗盡」問題。

（1）判斷指標是否為null，如果是則馬上用return語句終止本函式。例如：

void func(void)

…}

（2）判斷指標是否為null，如果是則馬上用exit(1)終止整個程式的執行。例如：

void func(void)

…}

（3）為new和malloc設定異常處理函式。例如visual c++可以用_set_new_hander函式為new設定使用者自己定義的異常處理函式，也可以讓malloc享用與new相同的異常處理函式。詳細內容請參考c++使用手冊。

上述（1）（2）方式使用最普遍。如果乙個函式內有多處需要申請動態記憶體，那麼方式（1）就顯得力不從心（釋放記憶體很麻煩），應該用方式（2）來處理。

很多人不忍心用exit(1)，問：「不編寫出錯處理程式，讓作業系統自己解決行不行？」

不行。如果發生「記憶體耗盡」這樣的事情，一般說來應用程式已經無藥可救。如果不用exit(1) 把壞程式殺死，它可能會害死作業系統。道理如同：如果不把歹徒擊斃，歹徒在老死之前會犯下更多的罪。

有乙個很重要的現象要告訴大家。對於32位以上的應用程式而言，無論怎樣使用malloc與new，幾乎不可能

導致「記憶體耗盡」。我在windows 98下用visual c++編寫了測試程式，見示例7。這個程式會無休止地執行下去，根本不會終止。因為32位作業系統支援「虛存」，記憶體用完了，自動用硬碟空間頂替。我只聽到硬碟嘎吱嘎吱地響，window 98已經累得對鍵盤、滑鼠毫無反應。

我可以得出這麼乙個結論：對於32位以上的應用程式，「記憶體耗盡」錯誤處理程式毫無用處。這下可把unix和windows程式設計師們樂壞了：反正錯誤處理程式不起作用，我就不寫了，省了很多麻煩。

void main(void)

}

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