我看到在c++中有多种方法来分配和释放数据,我明白,当你调用malloc时你应该叫自由,当你使用新的操作符应与删除和对它是错误的把两个调用free()(例如,创建新的操作符),但是我不清楚我应该使用malloc / free,当我在现实世界中应该使用新的/删除程序。
如果你是c++专家,请告诉我你在这方面遵循的任何经验法则或惯例。
我看到在c++中有多种方法来分配和释放数据,我明白,当你调用malloc时你应该叫自由,当你使用新的操作符应与删除和对它是错误的把两个调用free()(例如,创建新的操作符),但是我不清楚我应该使用malloc / free,当我在现实世界中应该使用新的/删除程序。
如果你是c++专家,请告诉我你在这方面遵循的任何经验法则或惯例。
除非被迫使用C,否则永远不要使用malloc。总是使用new。
如果你需要大量的数据,可以这样做:
char *pBuffer = new char[1024];
尽管这是不正确的,但要小心:
//This is incorrect - may delete only one element, may corrupt the heap, or worse...
delete pBuffer;
相反,你应该在删除数据数组时这样做:
//This deletes all items in the array
delete[] pBuffer;
new关键字是c++实现它的方式,它将确保你的类型的构造函数被调用。new关键字也更加类型安全,而malloc根本不是类型安全的。
我认为使用malloc有益的唯一方式是需要改变数据缓冲区的大小。new关键字没有类似realloc的方式。realloc函数可能能够更有效地扩展内存块的大小。
值得一提的是,你不能将new/free和malloc/delete混合使用。
注:本题部分答案无效。
int* p_scalar = new int(5); // Does not create 5 elements, but initializes to 5
int* p_array = new int[5]; // Creates 5 elements
在c++中总是使用new。如果你需要一个无类型的内存块,你可以直接使用operator new:
void *p = operator new(size);
...
operator delete(p);
来自c++ FQA Lite:
[16.4] Why should I use new instead of trustworthy old malloc()? FAQ: new/delete call the constructor/destructor; new is type safe, malloc is not; new can be overridden by a class. FQA: The virtues of new mentioned by the FAQ are not virtues, because constructors, destructors, and operator overloading are garbage (see what happens when you have no garbage collection?), and the type safety issue is really tiny here (normally you have to cast the void* returned by malloc to the right pointer type to assign it to a typed pointer variable, which may be annoying, but far from "unsafe"). Oh, and using trustworthy old malloc makes it possible to use the equally trustworthy & old realloc. Too bad we don't have a shiny new operator renew or something. Still, new is not bad enough to justify a deviation from the common style used throughout a language, even when the language is C++. In particular, classes with non-trivial constructors will misbehave in fatal ways if you simply malloc the objects. So why not use new throughout the code? People rarely overload operator new, so it probably won't get in your way too much. And if they do overload new, you can always ask them to stop.
对不起,我就是忍不住。:)
new和delete操作符可以操作类和结构,而malloc和free只适用于需要强制转换的内存块。
使用new/delete将有助于改进代码,因为您不需要将已分配的内存强制转换为所需的数据结构。
简短的回答是:如果没有真正好的理由,不要在c++中使用malloc。malloc在与c++一起使用时有许多缺陷,而new定义是为了克服这些缺陷。
c++代码中新修正的缺陷
malloc is not typesafe in any meaningful way. In C++ you are required to cast the return from void*. This potentially introduces a lot of problems: #include <stdlib.h> struct foo { double d[5]; }; int main() { foo *f1 = malloc(1); // error, no cast foo *f2 = static_cast<foo*>(malloc(sizeof(foo))); foo *f3 = static_cast<foo*>(malloc(1)); // No error, bad } It's worse than that though. If the type in question is POD (plain old data) then you can semi-sensibly use malloc to allocate memory for it, as f2 does in the first example. It's not so obvious though if a type is POD. The fact that it's possible for a given type to change from POD to non-POD with no resulting compiler error and potentially very hard to debug problems is a significant factor. For example if someone (possibly another programmer, during maintenance, much later on were to make a change that caused foo to no longer be POD then no obvious error would appear at compile time as you'd hope, e.g.: struct foo { double d[5]; virtual ~foo() { } }; would make the malloc of f2 also become bad, without any obvious diagnostics. The example here is trivial, but it's possible to accidentally introduce non-PODness much further away (e.g. in a base class, by adding a non-POD member). If you have C++11/boost you can use is_pod to check that this assumption is correct and produce an error if it's not: #include <type_traits> #include <stdlib.h> foo *safe_foo_malloc() { static_assert(std::is_pod<foo>::value, "foo must be POD"); return static_cast<foo*>(malloc(sizeof(foo))); } Although boost is unable to determine if a type is POD without C++11 or some other compiler extensions. malloc returns NULL if allocation fails. new will throw std::bad_alloc. The behaviour of later using a NULL pointer is undefined. An exception has clean semantics when it is thrown and it is thrown from the source of the error. Wrapping malloc with an appropriate test at every call seems tedious and error prone. (You only have to forget once to undo all that good work). An exception can be allowed to propagate to a level where a caller is able to sensibly process it, where as NULL is much harder to pass back meaningfully. We could extend our safe_foo_malloc function to throw an exception or exit the program or call some handler: #include <type_traits> #include <stdlib.h> void my_malloc_failed_handler(); foo *safe_foo_malloc() { static_assert(std::is_pod<foo>::value, "foo must be POD"); foo *mem = static_cast<foo*>(malloc(sizeof(foo))); if (!mem) { my_malloc_failed_handler(); // or throw ... } return mem; } Fundamentally malloc is a C feature and new is a C++ feature. As a result malloc does not play nicely with constructors, it only looks at allocating a chunk of bytes. We could extend our safe_foo_malloc further to use placement new: #include <stdlib.h> #include <new> void my_malloc_failed_handler(); foo *safe_foo_malloc() { void *mem = malloc(sizeof(foo)); if (!mem) { my_malloc_failed_handler(); // or throw ... } return new (mem)foo(); } Our safe_foo_malloc function isn't very generic - ideally we'd want something that can handle any type, not just foo. We can achieve this with templates and variadic templates for non-default constructors: #include <functional> #include <new> #include <stdlib.h> void my_malloc_failed_handler(); template <typename T> struct alloc { template <typename ...Args> static T *safe_malloc(Args&&... args) { void *mem = malloc(sizeof(T)); if (!mem) { my_malloc_failed_handler(); // or throw ... } return new (mem)T(std::forward(args)...); } }; Now though in fixing all the issues we identified so far we've practically reinvented the default new operator. If you're going to use malloc and placement new then you might as well just use new to begin with!
malloc和new有一个很大的区别。Malloc分配内存。这对于C语言来说很好,因为在C语言中,一块内存就是一个对象。
在c++中,如果你不处理POD类型(类似于C类型),你必须在内存位置上调用构造函数来实际拥有一个对象。非pod类型在c++中非常常见,因为许多c++特性使对象自动变为非pod类型。
New分配内存并在该内存位置上创建一个对象。对于非pod类型,这意味着调用构造函数。
如果你这样做:
non_pod_type* p = (non_pod_type*) malloc(sizeof *p);
您获得的指针不能被解引用,因为它不指向对象。在使用它之前,您需要调用它的构造函数(这是使用placement new完成的)。
另一方面,如果你有:
non_pod_type* p = new non_pod_type();
你得到一个总是有效的指针,因为new创建了一个对象。
即使是POD类型,两者之间也有显著差异:
pod_type* p = (pod_type*) malloc(sizeof *p);
std::cout << p->foo;
这段代码将打印一个未指定的值,因为由malloc创建的POD对象没有初始化。
使用new,可以指定要调用的构造函数,从而获得定义良好的值。
pod_type* p = new pod_type();
std::cout << p->foo; // prints 0
如果你真的想要它,你可以使用use new来获得未初始化的POD对象。有关更多信息,请参阅另一个答案。
另一个区别是失败时的行为。当它分配内存失败时,malloc返回一个空指针,而new则抛出异常。
前者要求您在使用它之前测试返回的每个指针,而后者将始终产生有效的指针。
基于这些原因,在c++代码中应该使用new,而不是malloc。但即便如此,你也不应该“公开”使用新的内容,因为它会占用你以后需要发布的资源。当你使用new时,你应该立即将它的结果传递给一个资源管理类:
std::unique_ptr<T> p = std::unique_ptr<T>(new T()); // this won't leak
malloc()在C语言中用于动态分配内存 而在c++中,同样的工作由new()完成。 所以你不能混合两种语言的编码习惯。 如果你问calloc和malloc()之间的差异,那就好了
在下面的场景中,我们不能使用new,因为它调用构造函数。
class B {
private:
B *ptr;
int x;
public:
B(int n) {
cout<<"B: ctr"<<endl;
//ptr = new B; //keep calling ctr, result is segmentation fault
ptr = (B *)malloc(sizeof(B));
x = n;
ptr->x = n + 10;
}
~B() {
//delete ptr;
free(ptr);
cout<<"B: dtr"<<endl;
}
};
如果你处理的数据不需要构造/销毁,需要重新分配(例如,一个大的整数数组),那么我相信malloc/free是一个很好的选择,因为它给你realloc,这比new-memcpy-delete快得多(它在我的Linux盒子上,但我猜这可能是平台相关的)。如果你使用的c++对象不是POD并且需要构造/销毁,那么你必须使用new和delete操作符。
无论如何,如果可以利用realloc可以给您的速度提升(如果您正在重新分配大型POD数组,有时是一个显著的提升),我不明白为什么不应该同时使用这两种方法(前提是您释放了错误的内存并删除了用new分配的对象)。
除非你需要它,否则你应该坚持在c++中使用new/delete。
有几件事是new做的,malloc没有:
New通过调用该对象的构造函数来构造该对象 New不需要对已分配的内存进行类型转换。 它不需要分配大量的内存,而是需要大量的内存 要构造的对象。
因此,如果使用malloc,则需要显式地执行上述操作,这并不总是实际的。此外,new可以重载,但malloc不能。
如果你正在使用c++,尝试使用new/delete而不是malloc/calloc,因为它们是操作符。对于malloc/calloc,需要包含另一个头文件。不要在同一代码中混合使用两种不同的语言。它们的工作在各个方面都是相似的,都是从哈希表的堆段动态分配内存。
New vs malloc()
1) new是操作符,malloc()是函数。
2) new调用构造函数,而malloc()不调用。
3) new返回准确的数据类型,而malloc()返回void *。
4) new从不返回NULL(失败时会抛出),而malloc()返回NULL
5)重新分配内存不能由new处理,而malloc()可以
New将初始化结构的默认值,并正确地将结构中的引用链接到结构本身。
E.g.
struct test_s {
int some_strange_name = 1;
int &easy = some_strange_name;
}
因此,new struct test_s将返回一个带有工作引用的初始化结构,而malloc'ed版本没有默认值,实习引用也没有初始化。
很少考虑使用malloc/free而不是new/delete的情况是,当你使用realloc进行分配和重新分配(简单的pod类型,而不是对象)时,因为在c++中没有类似于realloc的函数(尽管这可以使用更c++的方法来完成)。
要回答您的问题,您应该知道malloc和new之间的区别。区别很简单:
malloc分配内存,而new分配内存并调用要分配内存的对象的构造函数。
因此,除非仅限于使用C,否则永远不要使用malloc,特别是在处理c++对象时。这将会破坏你的程序。
free和delete的区别也是一样的。不同之处在于,delete除了释放内存外,还会调用对象的析构函数。
只有当对象的生命周期与创建它的作用域不同时才需要动态分配(这也适用于使作用域变小或变大),并且您有特定的原因按值存储它不起作用。
例如:
std::vector<int> *createVector(); // Bad
std::vector<int> createVector(); // Good
auto v = new std::vector<int>(); // Bad
auto result = calculate(/*optional output = */ v);
auto v = std::vector<int>(); // Good
auto result = calculate(/*optional output = */ &v);
从c++ 11开始,我们有std::unique_ptr来处理已分配的内存,它包含已分配内存的所有权。Std::shared_ptr是为必须共享所有权而创建的。(你需要的比你在一个好的程序中期望的要少)
创建一个实例变得非常简单:
auto instance = std::make_unique<Class>(/*args*/); // C++14
auto instance = std::unique_ptr<Class>(new Class(/*args*/)); // C++11
auto instance = std::make_unique<Class[]>(42); // C++14
auto instance = std::unique_ptr<Class[]>(new Class[](42)); // C++11
c++ 17还增加了std::optional,这可以防止你需要内存分配
auto optInstance = std::optional<Class>{};
if (condition)
optInstance = Class{};
一旦'instance'超出作用域,内存就会被清理。转让所有权也很容易:
auto vector = std::vector<std::unique_ptr<Interface>>{};
auto instance = std::make_unique<Class>();
vector.push_back(std::move(instance)); // std::move -> transfer (most of the time)
那你什么时候还需要新的?从c++ 11开始几乎没有。大多数情况下你使用std::make_unique,直到你遇到一个通过原始指针转移所有权的API。
auto instance = std::make_unique<Class>();
legacyFunction(instance.release()); // Ownership being transferred
auto instance = std::unique_ptr<Class>{legacyFunction()}; // Ownership being captured in unique_ptr
在c++ 98/03中,您必须进行手动内存管理。如果您是这种情况,请尝试升级到标准的最新版本。如果你被卡住了:
auto instance = new Class(); // Allocate memory
delete instance; // Deallocate
auto instances = new Class[42](); // Allocate memory
delete[] instances; // Deallocate
确保正确跟踪所有权,以免出现内存泄漏!Move语义也不能工作。
那么,在c++中什么时候需要malloc呢?唯一有效的原因是分配内存并在以后通过放置new初始化它。
auto instanceBlob = std::malloc(sizeof(Class)); // Allocate memory
auto instance = new(instanceBlob)Class{}; // Initialize via constructor
instance.~Class(); // Destroy via destructor
std::free(instanceBlob); // Deallocate the memory
尽管如此,上面的操作是有效的,这也可以通过new操作符来完成。vector就是一个很好的例子。
最后,我们仍然有一个房间里的大象:C。如果你必须使用一个在c++代码中分配内存并在C代码中释放内存的C库(或者相反),你就被迫使用malloc/free。
如果你是在这种情况下,忘记虚函数、成员函数、类……只有包含pod的结构才被允许。
规则的一些例外情况:
您正在编写一个具有高级数据结构的标准库,其中malloc是合适的 你必须分配大量的内存(在10GB文件的内存副本中?) 您拥有阻止您使用某些构造的工具 您需要存储不完整的类型
我以前玩过很少的计算机图形C/ c++应用程序。 过了这么久,有些东西消失了,我很想念它们。
关键是,malloc和new,或free和delete,可以同时工作, 特别是对于某些基本类型,这是最常见的。
例如,一个char数组可以用malloc或new来分配。 一个主要的区别是,使用new,你可以实例化一个固定的数组大小。
char* pWord = new char[5]; // allocation of char array of fixed size
在这种情况下,不能使用变量来表示数组的大小。 相反,malloc函数可以允许变量大小。
int size = 5;
char* pWord = (char*)malloc(size);
在这种情况下,可能需要一个转换强制转换操作符。 对于malloc返回的类型,它是指向void的指针,而不是char。 有时候编译器不知道如何转换这个类型。
分配内存块后,可以设置变量值。 对于一些较大的数组,memset函数确实会慢一些。 但是在赋值之前,所有的bit必须先设置为0。 因为数组的值可以有任意的内容。
假设,数组被分配给另一个较小的数组。 数组元素的一部分仍然可以有任意内容。 在这种情况下,建议调用memset函数。
memset((void*)pWord, 0, sizeof(pWord) / sizeof(char));
分配函数可用于所有C包。 这些是通用函数,必须适用于更多的C类型。 c++库是旧C库的扩展。 因此malloc函数返回一个泛型void*指针。 该结构没有定义new或delete操作符。 在这种情况下,可以使用malloc分配自定义变量。
new和delete关键字实际上是一些定义好的C操作符。 也许一个自定义联合或类可以定义这些操作符。 如果在类中没有定义new和delete,则它们可能不起作用。 但如果一个类是由另一个类派生的,这个类有这些操作符, new和delete关键字可以具有基本的类行为。
关于释放数组,free只能与malloc结合使用。 不能使用malloc分配变量,然后使用delete释放变量。
简单的删除操作符只引用数组的第一项。 因为pWord数组也可以写成:
pWord = &pWord[0]; // or *pWord = pWord[0];
当必须删除一个数组时,使用delete[]操作符:
delete[] pWord;
类型转换并不坏,只是不适用于所有的变量类型。 转换类型转换也是一个必须定义的运算符函数。 如果没有为某个类型定义此操作符,则它可能不起作用。 但并不是所有的错误都是由这个转换强制转换操作符引起的。
另外,在使用自由调用时,必须使用到空指针的类型转换。 这是因为free函数的实参是一个空指针。
free((void*)pWord);
可能会出现一些错误,因为数组的大小太小。 但这是另一个故事,并不是因为使用了演员阵容。
致以亲切的问候,艾德里安·布里纳斯