new/delete、malloc/free的区别

一、他们的表明上的区别

https://www.cnblogs.com/QG-whz/p/5140930.html

二、深层原理

1.malloc

C 库中有个函数 void *malloc(size_t size) ,该函数作用为分配所需的内存空间,并返回一个指向它的指针。

参数:
size -- 内存块的大小,以字节为单位。

返回值:
返回一个指针 ,指向已分配大小的内存。如果请求失败,则返回 NULL。

malloc分配内存的原理

2.free

C 库中有个函数 void free(void *ptr) ,该函数作用为释放之前调用 calloc、malloc 或 realloc 所分配的内存空间。

参数:
ptr -- 指针指向一个要释放内存的内存块,该内存块之前是通过调用 malloc、calloc 或 realloc 进行分配内存的。如果传递的参数是一个空指针,则不会执行任何动作。

返回值:
该函数不返回任何值。

3.free怎么知道释放多少大小

在这里你可能注意到,void free(void *ptr) 参数中只需要传入一个指针参数,就可以释放掉所分配的内存,它是如何确定指针所指向的区域分配了多大的内存空间呢?为了完成释放任务,很多内存分配函数都会在一个称之为头部指针(header,或者称之为头块)的地方保存一些额外的信息,头部指针通常在放回的内存块之前。

举个例子,现在要申请一块20个字节的内存空间,有prt指针保存内存空间的首地址,那么代码可以简略地写成如下:

ptr=malloc(20)

那么在所返回给用户的指针ptr上,还有一小块内存用于保存该内存块的信息:

该头部指针至少会包含所分配的空间大小,还有一些其他的数据用来进行一些完整性的检查,假如一个简单的头部指针包含了如下东西:

typedef struct header_t{
    int size;
    int magic;
}header_t;

那么头部指针的具体内容大概如下所示:

而用户在进行释放时,库会通过一些简单的指针运算得到头部指针的位置:

void free(void* ptr){
    header_t *hptr=(void*)ptr - sizeof(header_t);
}

获得头部指针后,程序先检查下是否符合逾期的值,然后简单地运算下得出要释放的空间大小,进行内存释放。值得注意的是实际释放的空间是头部指针的大小+分配给用户使用的空间大小,而不是单纯地释放用户使用的那点内存空间。

4.new的原理

new简单类型直接调用operator new分配内存;而对于复杂结构,先调用operator new分配内存,然后在分配的内存上调用构造函数;对于简单类型,new[]计算好大小后调用operator new;对于复杂数据结构,new[]先调用operator new[]分配内存,然后在p的前四个字节写入数组大小n,然后调用n次构造函数,针对复杂类型,new[]会额外存储数组大小;

new表达式调用一个名为operator new(operator new[])函数,分配一块足够大的、原始的、未命名的内存空间;
编译器运行相应的构造函数以构造这些对象,并为其传入初始值;
对象被分配了空间并构造完成,返回一个指向该对象的指针。

5.delete的原理

delete简单数据类型默认只是调用free函数;复杂数据类型先调用析构函数再调用operator delete;针对简单类型,delete和delete[]等同。假设指针p指向new[]分配的内存。因为要4字节存储数组大小,实际分配的内存地址为[p-4],系统记录的也是这个地址。delete[]实际释放的就是p-4指向的内存。而delete会直接释放p指向的内存,这个内存根本没有被系统记录,所以会崩溃。

6.delete[] 怎么知道释放内存的大小?

需要在 new [] 一个对象数组时,需要保存数组的维度,C++ 的做法是在分配数组空间时多分配了 4 个字节的大小,专门保存数组的大小,在 delete [] 时就可以取出这个保存的数,就知道了需要调用析构函数多少次了。

发表评论

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

Contents
滚动至顶部