記憶體動態分配與釋放

1． c語言的函式malloc和free

(1) 函式malloc和free在標頭檔案中的原型及引數

void * malloc(size_t size)

動態配置記憶體，大小有size決定，返回值成功時為任意型別指標，失敗時為null。

void free(void *ptr)

釋放動態申請的記憶體空間，呼叫free()後ptr所指向的記憶體空間被收回，如果ptr指向未知地方或者指向的空間已被收回，則會發生不可預知的錯誤，如果ptr為null，free不會有任何作用。

(2) c語言中典型用法

t為任意資料型別

t *p = ( t * )malloc( sizeof(t) * n)

if(null= =p)

printf(「malloc fail!\n」);

……//相關資源收回的處理

exit(-1);

… …//此過程不能改變指標p的指向

free(p);

注意：malloc後通常要對返回值進行判斷，避免發生不必要的錯誤。

(3) 記憶體說明

malloc函式動態申請的記憶體空間是在堆裡(而一般區域性變數存於棧裡)，並且該段記憶體不會被初始化，與全域性變數不一樣，如果不採用手動free()加以釋放，則該段記憶體一直存在，直到程式退出才被系統，所以為了合理使用記憶體，在不適用該段記憶體時，應該呼叫free()。另外，如果在乙個函式裡面使用過malloc，最好要配對使用free，否則容易造成記憶體洩露（沒有將記憶體還給自由儲存區）。

2． c++中的運算子

new和delete

new和delete是c++中的運算子，不是庫函式，不需要庫的支援，同時，他們是封裝好的運算子。

（1）new是動態分配記憶體的運算子，自動計算需要分配的空間，在分配類型別的記憶體空間時，同時呼叫類的建構函式，對記憶體空間進行初始化，即完成類的初始化工作。動態分配內建型別是否自動初始化取決於變數定義的位置，在函式體外定義的變數都初始化為0，在函式體內定義的內建型別變數都不進行初始化。

（2）delete是撤銷動態申請的記憶體運算子。delete與new通常配對使用，與new的功能相反，可以對多種資料型別形式的記憶體進行撤銷，包括類，撤銷類的記憶體空間時，它要呼叫其析構函式，完成相應的清理工作，收回相應的記憶體資源。

（3）典型用法

int *p = new int； delete p；

char *p = new char； delete p；

類的型別 *p = new 類的型別； delete p；

//注意，指標p存於棧中，p所指向的記憶體空間卻是在堆中。

obj * p = new obj[100]; delete [ ]p;

//注意，new申請陣列，delete刪除的形式需要加括號「[ ]」，表示對陣列空間的操作，總之，申請形式如何，釋放的形式就如何。

（4）記憶體說明。new申請的記憶體也是存於堆中，所以在不需要使用時，需要delete手動收回。

3． new/delete與malloc/free之間的聯絡和區別

(1) malloc/free和new/delete的聯絡

a）儲存方式相同。malloc和new動態申請的記憶體都位於堆中。申請的記憶體都不能自動被作業系統收回，都需要配套的free和delete來釋放。

b）除了帶有建構函式和析構函式的類等資料型別以外，對於一般資料型別，如int、char等等，兩組動態申請的方式可以通用，作用效果一樣，只是形式不一樣。

c）記憶體洩漏對於malloc或者new都可以檢查出來的，區別在於new可以指明是那個檔案的那一行，而malloc沒有這些資訊。

d）兩組都需要配對使用，malloc配free，new配delete，注意，這不僅僅是習慣問題，如果不配對使用，容易造成記憶體洩露。同時，在c++中，兩組之間不能混著用，雖說有時能編譯過，但容易存在較大的隱患。

(2) malloc/free和new/delete的區別

a）malloc和free返回void型別指標，new和delete直接帶具體型別的指標。

b）malloc和free屬於c語言中的函式，需要庫的支援，而new/delete是c++中的運算子，所以new/delete的執行效率高些。c++中為了兼用c語法，所以保留malloc和free的使用，但建議盡量使用new和delete。

c）在c++中， new是型別安全的，而malloc不是。例如：

int* p = new char[10]; // 編譯時指出錯誤

delete [ ]p; //對陣列需要加中括號「[ ]」

int* p = malloc(sizeof(char )*10); // 編譯時無法指出錯誤

free (p); //只需要所釋放記憶體的頭指標

d）使用new動態申請類物件的記憶體空間時，類物件的構建要呼叫建構函式，相當於對記憶體空間進行了初始化。而malloc動態申請的類物件的記憶體空間時，不會初始化，也就是說申請的記憶體空間無法使用，因為類的初始化是由建構函式完成的。delete和free的意義分別於new和malloc相反。

e）不能用malloc和free來完成類物件的動態建立和刪除。

4． c/c++程式的記憶體分配介紹

該部分參考於

（1）棧記憶體分配運算內置於處理器的指令集中，一般使用暫存器來訪問，效率很高，但是分配的記憶體容量有限。一般區域性變數和函式引數的暫時存放位置。

（2）堆記憶體，亦稱動態記憶體。如malloc和new申請的記憶體空間。動態記憶體的生存期由程式設計師自己決定，使用非常靈活。

（3）全域性**區：從靜態儲存區域分配。內存在程式編譯的時候就已經分配好，這塊內存在程式的整個執行期間都存在。例如全域性變數，static變數。

（4）常量區：文字常量分配在文字常量區，程式結束後由系統釋放。

（5）**區：存放整個程式的**，因為儲存是資料和**分開儲存的。

總結：

（1）new、delete 是操作符，只能在c++中使用。malloc、free是函式，可以覆蓋，c、c++中都可以使用。

（2）new 自動計算需要分配的空間大小，可以呼叫物件的建構函式，對應的delete呼叫相應的析構函式。malloc僅僅分配記憶體，free僅僅**記憶體，並不執行構造和析構函式

（3）new 型別安全、返回的是某種資料型別指標，malloc 非型別安全、返回的是void指標。

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