new與malloc的區別和使用

一、new和malloc的基本概念

new和malloc都是用於動態分配內存的函數。dynamic memory allocation是指在程序運行時動態分配內存，也稱堆分配（heap allocation），與靜態內存分配（即編譯時內存分配）相對應。C++引入了new和delete來代替C語言中常用的malloc和free。

malloc（memory allocation）函數定義在stdlib.h頭文件中。malloc函數申請一塊指定大小的內存塊，並返回指向該內存塊的指針。內存中的數據是未初始化的，需要使用memset函數來清零。

new和delete是C++的關鍵字，是一對運算符。使用new運算符可以動態分配內存，並返回指向新內存的指針，而使用delete則可以將內存釋放。

//malloc的用法示例
#include

int main(){
    int *p = (int*)malloc(sizeof(int));
    *p = 10;
    free(p);
    return 0;
}

//new的用法示例
#include

int main(){
    int *p = new int;
    *p = 10;
    delete p;
    return 0;
}

二、new與malloc的區別

1.返回值類型不同

malloc返回void類型指針，在C++語言中需要進行強制類型轉換才能賦值給指定類型的指針。new則返回指定類型的指針，不需要進行強制類型轉換。

#include
#include

int main(){
    int *p = (int*)malloc(sizeof(int));
    int *q = new int;
    std::cout << typeid(p).name() << std::endl;
    std::cout << typeid(q).name() << std::endl;
    free(p);
    delete q;
    return 0;
}
//運行結果：Pv（void指針類型）, Pi（int指針類型）

2.運算符重載

new和delete是C++的關鍵字，是一對運算符，支持重載。使用new可以自動調用構造函數，使用delete可以自動調用析構函數。

#include

class A{
public:
    A(){std::cout << "A constructor" << std::endl;}
    ~A(){std::cout << "A destructor" << std::endl;}
};

int main(){
    A *a1 = (A*)malloc(sizeof(A));
    A *a2 = new A();
    free(a1);
    delete a2;
    return 0;
}

//運行結果只有new能調用構造函數和析構函數

3.內存越界檢查

new進行內存分配時，會進行越界檢查。

#include
#define LEN 10

int main(){
    int *p1 = (int*)malloc(sizeof(int) * LEN);
    int *p2 = new int[LEN];
    for(int i = 0; i < LEN+5; ++i){
        std::cout << p1[i] << " ";  //越界訪問p1，並不會拋出異常
    }
    std::cout << std::endl;
    for(int i = 0; i < LEN+5; ++i){
        std::cout << p1[i] << " ";  //越界訪問p2，會拋出異常
    }
    free(p1);
    delete[] p2;
    return 0;
}

4.分配對象空間不同

new可以同時分配對象和空間，而malloc只能分配空間。

#include
#include

class A{
public:
    int x;
    char* str;
};

int main(){
    A *a1 = (A*)malloc(sizeof(A));  //只分配空間，需要手動初始化對象
    a1->x = 1;
    a1->str = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
    strcpy(a1->str, "hello");
    std::cout << "x = " <x << ", str = " <str <str);
    free(a1);
    A *a2 = new A();  //分配空間並初始化對象
    a2->x = 2;
    a2->str = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
    strcpy(a2->str, "world");
    std::cout << "x = " <x << ", str = " <str <str);
    delete a2;
    return 0;
}

三、小結

new和malloc都是用於動態分配內存的函數。new和delete是C++的關鍵字，支持運算符重載和對析構函數的調用，可以自動調用構造函數和析構函數。new進行內存分配時會進行內存越界檢查，malloc不會。new可以同時分配對象和空間，而malloc只能分配空間。選擇使用哪個函數，需要結合具體的情況來考慮。