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C语言语法基础学习—动态分配空间(new和malloc的用法及区别)

前言

  • 在 C 语言中,动态内存分配主要是通过 malloc() 和 free() 函数来完成的。
  • 而在 C++ 中是使用new和delete关键字,来动态分配内存。

虽然 C 语言没有 new,但 malloc()new 在内存分配上的作用是相似的。下面我们详细解释 malloc()new 的用法及其区别:

1. malloc()(C 语言中的动态内存分配)

malloc() 是 C 语言中用于动态分配内存的标准函数,定义在 <stdlib.h> 头文件中。它返回一个指向分配内存块的指针(如果分配成功),如果分配失败,则返回 NULL

语法

void* malloc(size_t size);
  • size:需要分配的字节数。
  • 返回值:返回一个 void* 类型的指针,指向分配的内存空间。如果分配失败,返回 NULL

代码实例

int *ptr = (int*)malloc(sizeof(int)); // 为一个整型变量分配内存
if (ptr == NULL) {printf("内存分配失败\n");
} else {*ptr = 10;  // 使用分配的内存printf("%d\n", *ptr);
}

 

2. new(C++ 中的动态内存分配)

new 是 C++ 中的关键字,用于动态分配内存,它自动返回指向新分配内存的指针,并且会调用相应对象的构造函数。

语法

type* pointer = new type;  // 分配一个类型为 type 的单个对象
type* pointer = new type[n];  // 分配一个类型为 type 的数组
  • 直接使用 new 时,C++ 会自动计算内存大小并返回指向新分配对象的指针。
  • 对于数组,new[] 会在分配内存时自动计算元素大小,并且可以存储数组的大小信息。

代码实例

int* ptr = new int;  // 为一个整数分配内存
*ptr = 10;  // 使用分配的内存
cout << *ptr << endl;int* arr = new int[5];  // 为一个包含 5 个整数的数组分配内存
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
cout << arr[0] << ", " << arr[1] << endl;

 

3. malloc()new 的区别

虽然 malloc()new 都用于动态分配内存,但它们之间有一些重要的区别:

特性malloc() (C 语言)new (C++ 语言)
返回值返回 void*,需要强制类型转换为目标类型的指针返回目标类型的指针,无需类型转换
内存初始化不初始化内存,分配的内存内容是未定义的自动初始化(如果是基本类型的话,通常是未定义的;如果是对象类型,会调用构造函数)
类型安全返回 void*,需要进行类型转换返回目标类型指针,类型安全
调用构造函数不会调用对象的构造函数会调用对象的构造函数
数组分配需要手动计算数组元素的大小new[] 会自动计算数组的总大小
内存释放使用 free() 来释放内存使用 deletedelete[] 来释放内存

 

4. malloc() 的不足

  • 不调用构造函数malloc() 只负责分配内存,而不会初始化内存空间,也不会调用对象的构造函数。对于复杂类型(如类对象),这可能会导致问题。

  • 无法自动释放内存malloc() 分配的内存需要通过 free() 手动释放。如果忘记释放内存,会导致内存泄漏。

  • 类型不安全malloc() 返回的是 void* 类型,需要强制转换为目标类型指针,容易出现类型不匹配的问题。

 

5. new 的优势

  • 类型安全new 返回的是目标类型的指针,无需强制类型转换。

  • 调用构造函数new 不仅分配内存,还会调用对象的构造函数初始化对象(如果是类类型的话)。

  • 自动管理内存:C++ 引入了 deletedelete[],可以安全地释放通过 new 分配的内存,避免内存泄漏。

 

6. free()delete 的区别

  • free()malloc()calloc() 分配的内存需要使用 free() 来释放。

  • deletenew 分配的内存需要使用 delete 来释放。如果是数组,使用 delete[]

例子

int* ptr = new int; // 分配内存
delete ptr;         // 释放内存int* arr = new int[5]; // 分配数组
delete[] arr;          // 释放数组

总结:

  • malloc() 是 C 语言中的内存分配函数,不会初始化内存,也不会调用构造函数。
  • new 是 C++ 中的内存分配操作符,会返回一个类型安全的指针,并且会调用构造函数初始化内存。
  • malloc()new 的使用场景有所不同,在 C 语言中使用 malloc(),而在 C++ 中推荐使用 new


 

                            

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