C++动态分配（new和malloc的用法及区别）

本文主要是介绍C++动态分配（new和malloc的用法及区别），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

参考：https://blog.csdn.net/zhong29/article/details/80930919
https://blog.csdn.net/nyist_zxp/article/details/80810742

一、malloc和free
1、函数声明：
void *malloc(int size);
说明：malloc向系统申请分配size字节的内存空间，返回类型为void*类型；

2、使用

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

free(p);//释放内存
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malloc函数使用注意：
1）、malloc返回的是不确定类型的指针，因此在返回前需要做强制类型转换，否则将编译错误；

2）、malloc只管分配内存，并不会初始化，其内存空间中的值可能是随机的。如果分配的这块空间原来没有被使用过，那么其中每个值都可能是0。相反，空间里面可能遗留各种各样的值。

3）、实参为需要分配的字节大小，如果malloc(1)，那么系统只分配了1个字节的内存空间，这时注意，如果在这块空间中存放一个int值，由于int类型占4个字节，那么还有3个字节未分配空间，系统就会在已经分配的那1个字节的基础上，依次向后分配3个字节空间，而这就占有了“别人”的3个字节空间，“别人”原有的值就被清空了。

4）、分配的空间不再使用时，要用free函数释放这块内存空间。

5）、释放的是指针指向的内存空间而不是指针本身，释放后指针仍然存在，（诸如像指针这种变量，只有在程序结束时才会被销毁）如：

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

free(p);

int a = 10;
p = &a;//指针依旧存在且可以被赋值
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3、malloc函数工作机制
1）malloc函数被调用时，malloc函数沿空闲链表（存在于内存的堆里）寻找一个满足需求的内存块，然后把所需大小的内存块分配给用户，剩下的返回到链表上。

2）调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空闲链上。

3）在malloc函数被调用或多次调用后，空闲链表会被分成很多小的内存片段，当用户申请一块较大的内存空间时，空闲链表上可能没有满足需求的内存块了，这时，malloc函数请求延时，并将空闲链表内的小内存片段整理成大的内存块，最终返回。

4）如果无法获得符合要求的内存块，malloc函数会返回NULL指针，因此在调用malloc动态申请内存块时，一定要进行返回值的判断。

二、new和delete
1、new
1）格式：
new 类型名T（初始化参数列表）

2）功能：
在程序执行期间，申请用于存放T类型对象的内存空间，并依初始值列表赋以初值。

3）结果：
成果-》T类型的指针指向新分配的内存；
失败-》抛出异常。

例：

//开辟单地址空间
int *p = new int;  //开辟大小为sizeof(int)空间
int *q = new int(5); //开辟大小为sizeof(int)的空间，并初始化为5。
//开辟数组空间
//一维
int *a = new int[100]{0};//开辟大小为100的整型数组空间，并初始化为0。
//二维
int (*a)[6] = new int[5][6];
//三维
int (*a)[5][6] = new int[3][5][6];
//四维及以上以此类推。
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2、delete
1）格式：
delete 指针p

2）功能：
释放指针p所指向的内存
p必须是new操作的返回值

3）例：

//释放单个int空间
int *a = new int;
delete a;
//释放int数组空间
int *b = new int[5];
delete []b;
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三、两者区别
1、属性
new和delete是C++关键字，需要编译器支持；malloc和free是库函数，需要头文件支持。

2、参数
使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算。而malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。

3、返回类型
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。而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。

4、自定义类型
new会先调用operator new函数，申请足够的内存（通常底层使用malloc实现）。然后调用类型的构造函数，初始化成员变量，最后返回自定义类型指针。delete先调用析构函数，然后调用operator delete函数释放内存（通常底层使用free实现）。

malloc/free是库函数，只能动态的申请和释放内存，无法强制要求其做自定义类型对象构造和析构工作。

5、重载
C++允许自定义operator new 和 operator delete 函数控制动态内存的分配。

6、内存区域
new做两件事：分配内存和调用类的构造函数，delete是：调用类的析构函数和释放内存。而malloc和free只是分配和释放内存。

new操作符从自由存储区（free store）上为对象动态分配内存空间，而malloc函数从堆上动态分配内存。自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念，凡是通过new操作符进行内存申请，该内存即为自由存储区。而堆是操作系统中的术语，是操作系统所维护的一块特殊内存，用于程序的内存动态分配，C语言使用malloc从堆上分配内存，使用free释放已分配的对应内存。自由存储区不等于堆，如上所述，布局new就可以不位于堆中。

7、分配失败
new内存分配失败时，会抛出bac_alloc异常（要用try-catch）。malloc分配内存失败时返回NULL。

8、内存泄漏
内存泄漏对于new和malloc都能检测出来，而new可以指明是哪个文件的哪一行，malloc确不可以。
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