文章目錄

• 前言
• 一、new和delete是如何實現的？
• 二、new/delete和malloc/free的區別
• 三、delete p、delete [] p、allocator都有什么作用？
• 四、delete和delete[]區別？
• 五、malloc申請的存儲空間能用delete釋放嗎
• 六、malloc與free的實現原理？
• • malloc函數
  • calloc函數
  • realloc函數
• 總結

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前言

早餐店的老板問我要點什么，我說我要肆意妄為，志得意滿，要梨花帶雨和人見人愛，開個玩笑，我已經長大了，我要兩根油條和一份豆漿。

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一、new和delete是如何實現的？

new的實現過程是：
1、new簡單類型直接調用operator new分配內存；

2、對于復雜結構：首先調用名為operator new的標準庫函數，分配內存，接下來調用該類型對象的構造函數，最后返回指向新分配并構造后的對象的指針

3、對于簡單類型，new[]計算好大小后調用operator new；

4、對于復雜數據結構，new[]先調用operator new[]分配內存，然后在p的前四個字節寫入數組大小n，然后調用n次構造函數，針對復雜類型，new[]會額外存儲數組大小；

delete的實現過程：
1、delete簡單數據類型默認只是調用free函數；復雜數據類型先調用析構函數再調用operator delete 釋放該對象所占內存；

2、針對簡單類型，delete和delete[]等同。假設指針p指向new[]分配的內存。因為要4字節存儲數組大小，實際分配的內存地址為[p-4]，系統記錄的也是這個地址。delete[]實際釋放的就是p-4指向的內存。而delete會直接釋放p指向的內存，這個內存根本沒有被系統記錄，所以會崩潰。

3、需要在new []一個對象數組時，需要保存數組的維度，C++的做法是在分配數組空間時多分配了4個字節的大小，專門保存數組的大小，在delete []時就可以取出這個保存的數，就知道了需要調用析構函數多少次了。

二、new/delete和malloc/free的區別

1、new/delete是C++運算符，支持重載，malloc/free是C/C++語言標準庫函數,支持覆蓋。

2、new自動計算要分配的空間大小，malloc需手工計算。

3、new是類型安全的，malloc不是。例如：

int*p=new float[2];//編譯錯誤 int*p=(int*)malloc(2*sizeof(double));//編譯無錯誤

4、new調用名為operator new的標準庫函數分配足夠空間并調用相關對象的構造函數，delete對指針所指對象運行適當的析構函數；然后通過調用名為operator delete的標準庫函數釋放該對象所用內存。后者均沒有相關調用。

5、new是封裝了malloc，直接free不會報錯，但是這只是釋放內存，而不會析構對象。

6、malloc、free需要庫文件支持，new/delete需要編譯器支持。

7、malloc和free返回的是void類型指針（必須進行類型轉換），new和delete返回的是具體類型指針。

8、new內存分配失敗時，會拋出bac_alloc異常。malloc分配內存失敗時返回NULL。

三、delete p、delete [] p、allocator都有什么作用？

1、動態數組管理new一個數組時，[]中必須是一個整數，但是不一定是常量整數，普通數組必須是一個常量整數；
2、new動態數組返回的并不是數組類型，而是一個元素類型的指針；
3、delete[]時，數組中的元素按逆序的順序進行銷毀；
4、new在內存分配上面有一些局限性，new的機制是將內存分配和對象構造組合在一起，同樣的，delete也是將對象析構和內存釋放組合在一起的。allocator將這兩部分分開進行，allocator申請一部分內存，不進行初始化對象，只有當需要的時候才進行初始化操作。

四、delete和delete[]區別？

delete只會調用一次析構函數。
delete[]會調用數組中每個元素的析構函數。

五、malloc申請的存儲空間能用delete釋放嗎

1、不能，malloc /free主要為了兼容C，new和delete完全可以取代malloc /free的。malloc /free的操作對象都是必須明確大小的，而且不能用在動態類上。

2、new和delete會自動進行類型檢查和大小，malloc/free不能執行構造函數與析構函數，所以動態對象它是不行的。

3、當然從理論上說使用malloc申請的內存是可以通過delete釋放的。不過一般不這樣寫的。而且也不能保證每個C++程序運行時都能正常。

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六、malloc與free的實現原理？

1、在標準C庫中，提供了malloc/free函數分配釋放內存，這兩個函數底層是由brk、mmap、，munmap這些系統調用實現的;

2、brk是將數據段(.data)的最高地址指針_edata往高地址推,mmap是在進程的虛擬地址空間中（堆和棧中間，稱為文件映射區域的地方）找一塊空閑的虛擬內存。這兩種方式分配的都是虛擬內存，沒有分配物理內存。在第一次訪問已分配的虛擬地址空間的時候，發生缺頁中斷，操作系統負責分配物理內存，然后建立虛擬內存和物理內存之間的映射關系；

3、malloc小于128k的內存，使用brk分配內存，將_edata往高地址推；malloc大于128k的內存，使用mmap分配內存，在堆和棧之間找一塊空閑內存分配；brk分配的內存需要等到高地址內存釋放以后才能釋放，而mmap分配的內存可以單獨釋放。當最高地址空間的空閑內存超過128K（可由M_TRIM_THRESHOLD選項調節）時，執行內存緊縮操作（trim）。在上一個步驟free的時候，發現最高地址空閑內存超過128K，于是內存緊縮。

4、malloc是從堆里面申請內存，也就是說函數返回的指針是指向堆里面的一塊內存。操作系統中有一個記錄空閑內存地址的鏈表。當操作系統收到程序的申請時，就會遍歷該鏈表，然后就尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點，然后就將該結點從空閑結點鏈表中刪除，并將該結點的空間分配給程序。

malloc函數

void*malloc(unsignedintnum_size);

intp=malloc(20sizeof(int));申請20個int類型的空間；

calloc函數

void*calloc(size_tn,size_tsize);

int*p=calloc(20,sizeof(int));

省去了人為空間計算；malloc申請的空間的值是隨機初始化的，calloc申請的空間的值是初始化為0的。

realloc函數

voidrealloc(void*p,size_tnew_size);

給動態分配的空間分配額外的空間，用于擴充容量。

總結

new / delete與malloc / free都可用于內存的動態申請和釋放。但要注意他們之間的差異。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的new / delete与malloc / free的异同及实现原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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