1. C語言的函式malloc和free
(1) 函式malloc和free在標頭檔案<stdlib.h>中的原型及引數
void * malloc(size_t size)
動態配置記憶體,大小有size決定,返回值成功時為任意型別指標,失敗時為NULL。
void free(void *ptr)
釋放動態申請的記憶體空間,呼叫free()後ptr所指向的記憶體空間被收回,如果ptr指向未知地方或者指向的空間已被收回,則會發生不可預知的錯誤,如果ptr為NULL,free不會有任何作用。
(2) C語言中典型用法
T為任意資料型別
T *p = ( T * )malloc( sizeof(T) * n)
if(NULL= =p)
{
printf(“malloc fail!\n”);
……//相關資源收回的處理
exit(-1);
}
… …//此過程不能改變指標p的指向,如果改變指標指向,那麼後面free將會出錯,因為這裡free的並不是原來的p指標,而是改變後的。當然如果改變了p的指向,那麼必須再free前,將p再指回原來的位置。這樣就沒問題了。
free(p);
p=NULL;
注意:malloc後通常要對返回值進行判斷,避免發生不必要的錯誤。
注意,最好再p 被free掉後,加上p=NULL這句
“野指標”不是NULL指標,是指向“垃圾”記憶體(不可用記憶體)的指標。人們一般不會錯用NULL指標,因為用if語句很容易判斷。但是“野指標”是很危險的,if無法判斷一個指標是正常指標還是“野指標”。有個良好的程式設計習慣是避免“野指標”的唯一方法。
指標p被free或者delete之後,沒有置為NULL,讓人誤以為p是個合法的指標。別看free和delete的名字(尤其是delete),它們只是把指標所指的記憶體給釋放掉,但並沒有把指標本身幹掉。此時指標指向的就是“垃圾”記憶體。釋放後的指標應立即將指標置為NULL,防止產生“野指標”。
(3) 記憶體說明
malloc函式動態申請的記憶體空間是在堆裡(而一般區域性變數存於棧裡),並且該段記憶體不會被初始化,與全域性變數不一樣,如果不採用手動free()加以釋放,則該段記憶體一直存在,直到程式退出才被系統,所以為了合理使用記憶體,在不適用該段記憶體時,應該呼叫free()。另外,如果在一個函式裡面使用過malloc,最好要配對使用free,否則容易造成記憶體洩露(沒有將記憶體還給自由儲存區)。
但是,往往會在free的時候發生段錯誤.
正確的做法是這樣:
// 在分配之前加一句判斷指標是否為空,防止產生記憶體洩露
struct XXXX * ptr=NULL;
if (ptr == NULL) {
ptr = (struct XXXX *)malloc(num * sizeof(struct XXXX);
}
// 在釋放之前加一句判斷指標是否為空,防止產生異常
if (ptr != NULL) {
free(ptr);
ptr = NULL;
}
補充:C 語言作為 Linux 系統上標準的程式語言給予了我們對動態記憶體分配很大的控制權。
然而,這種自由可能會導致嚴重的記憶體管理問題,而這些問題可能導致程式崩潰或隨時間的推移導致效能降級。
記憶體洩漏(即 malloc() 記憶體在對應的 free() 呼叫執行後永不被釋放)和緩衝區溢位(例如對以前分配到某陣列的記憶體進行寫操作)是一些常見的問題,它們可能很難檢測到。這一部分將討論幾個除錯工具,它們極大地簡化了檢測和找出記憶體問題的過程。
只要在程式碼中新增一個標頭檔案並在 gcc 語句中定義了 MEMWATCH 之後,您就可以跟蹤程式中的記憶體洩漏和錯誤了。MEMWATCH 支援 ANSI C,它提供結果日誌紀錄,能檢測雙重釋放(double-free)、錯誤釋放(erroneous free)、沒有釋放的記憶體(unfreed memory)、溢位和下溢等等。
補充2:轉自:http://www.cnblogs.com/yfanqiu/archive/2012/05/08/2490410.html
2. C++中的運算子new和delete
new和delete是C++中的運算子,不是庫函式,不需要庫的支援,同時,他們是封裝好的運算子。
(1)new是動態分配記憶體的運算子,自動計算需要分配的空間,在分配類型別的記憶體空間時,同時呼叫類的建構函式,對記憶體空間進行初始化,即完成類的初始化工作。動態分配內建型別是否自動初始化取決於變數定義的位置,在函式體外定義的變數都初始化為0,在函式體內定義的內建型別變數都不進行初始化。
(2)delete是撤銷動態申請的記憶體運算子。delete與new通常配對使用,與new的功能相反,可以對多種資料型別形式的記憶體進行撤銷,包括類,撤銷類的記憶體空間時,它要呼叫其解構函式,完成相應的清理工作,收回相應的記憶體資源。
(3)典型用法
int *p = new int; delete p;
char *p = new char; delete p;
類的型別 *p = new 類的型別; delete p;
//注意,指標p存於棧中,p所指向的記憶體空間卻是在堆中。
Obj * p = new Obj[100]; delete [ ]p;
//注意,new申請陣列,delete刪除的形式需要加括號“[ ]”,表示對陣列空間的操作,總之,申請形式如何,釋放的形式就如何。
(4)記憶體說明。new申請的記憶體也是存於堆中,所以在不需要使用時,需要delete手動收回。
3. new/delete與malloc/free之間的聯絡和區別
(1) malloc/free和new/delete的聯絡
a)儲存方式相同。malloc和new動態申請的記憶體都位於堆中。申請的記憶體都不能自動被作業系統收回,都需要配套的free和delete來釋放。
b)除了帶有建構函式和解構函式的類等資料型別以外,對於一般資料型別,如int、char等等,兩組動態申請的方式可以通用,作用效果一樣,只是形式不一樣。
c)記憶體洩漏對於malloc或者new都可以檢查出來的,區別在於new可以指明是那個檔案的那一行,而malloc沒有這些資訊。
d)兩組都需要配對使用,malloc配free,new配delete,注意,這不僅僅是習慣問題,如果不配對使用,容易造成記憶體洩露。同時,在C++中,兩組之間不能混著用,雖說有時能編譯過,但容易存在較大的隱患。
(2) malloc/free和new/delete的區別
a)malloc和free返回void型別指標,new和delete直接帶具體型別的指標。
b)malloc和free屬於C語言中的函式,需要庫的支援,而new/delete是C++中的運算子,所以new/delete的執行效率高些。C++中為了兼用C語法,所以保留malloc和free的使用,但建議儘量使用new和delete。
c)在C++中, new是型別安全的,而malloc不是。例如:
int* p = new char[10]; // 編譯時指出錯誤
delete [ ]p; //對陣列需要加中括號“[ ]”
int* p = malloc(sizeof(char )*10); // 編譯時無法指出錯誤
free (p); //只需要所釋放記憶體的頭指標
d)使用new動態申請類物件的記憶體空間時,類物件的構建要呼叫建構函式,相當於對記憶體空間進行了初始化。而malloc動態申請的類物件的記憶體空間時,不會初始化,也就是說申請的記憶體空間無法使用,因為類的初始化是由建構函式完成的。delete和free的意義分別於new和malloc相反。
e)不能用malloc和free來完成類物件的動態建立和刪除。
4. C/C++程式的記憶體分配介紹
該部分參考於http://blog.csdn.net/sparkliang/archive/2008/12/30/3650324.aspx
C++的new
C++中的new其實是一個很糊弄人的術語,它有兩種不同的含義,new運算子(new operator)和new函式(operator new),值得記錄一下。
一 new運算子
最常用的是作為運算子的new,比如:
string *str = new string(“test new”);
作為運算子,new和sizeof一樣,是C++內建的,你不能對它做任何的改變,除了使用它。
new會在堆上分配一塊記憶體,並會自動呼叫類的建構函式。
二 new函式
第二種就是new函式,其實new運算子內部分配記憶體使用的就是new函式,原型是:
void *operator new(size_t size);
new函式返回的是一個void指標,一塊未經初始化的記憶體。如你所見,這和C語言的malloc行為相似,你可以過載new函式,並且增加額外的引數,但是必須保證第一個引數必須是size_t型別,它指明瞭分配記憶體塊的大小,C++允許你這麼做,當然一般情況下這是不必要的。如果過載了new函式,在使用new操作符時呼叫的就是你過載後的new函式了。
如果使用new函式,和語句string *str = new string(“test new”)相對的程式碼大概是如下的樣子:
string *str = (string*)operator new(sizeof(string));
str.string(“test new”); // 當然這個呼叫時非法的,但是編譯器是沒有這個限制的
這還不算完,還有第三種的new存在。
三 placement new
第三種,placement new,這也是new作為函式的一種用法,它允許你在一塊已存在的記憶體上分配一個物件,而記憶體上的資料不會被覆蓋或者被你主動改寫,placement new同樣由new操作符呼叫,呼叫格式是:
new (buffer) type(size_t size);
先看看下面的程式碼:
char str[22];
int data = 123;
int *pa = new (&data) int;
int *pb = new (str) int(9);
結果*pa = 123(未覆蓋原資料),而*pb = 9(覆蓋原資料),可以看到placement new 並沒有分配新的記憶體,也可以使用在棧上分配的記憶體,而不限於堆。
為了使用placement new 你必須包含<new>或者<new.h>
其實placement new和第二種一樣,只不過多了引數,是函式new的過載,語法格式為:
void *operator new(size_t, void* buffer);
它看起來可能是這個樣子:
void *operator new(size_t, void* buffer) { return buffer;}
和new對應的就是delete了,需要回收記憶體啊,不然就洩漏了,這個下次再寫吧,回憶一下今天的內容先。
總結
1. 函式new
void *operator new(size_t size); 在堆上分配一塊記憶體,和placement new(void *operator new(size_t, void* buffer)); 在一塊已經存在的記憶體上建立物件,如果你已經有一塊記憶體,placement new會非常有用,事實上,它STL中有著廣泛的使用。
2. 運算子new
最常用的new,沒什麼可說的。
3. 函式new不會自動呼叫類的建構函式,因為它對分配的記憶體型別一無所知;而運算子new會自動呼叫類的建構函式。
4. 函式new允許過載,而運算子new不能被過載。
5. 緊接著就是對應的delete。
(1)棧記憶體分配運算內建於處理器的指令集中,一般使用暫存器來存取,效率很高,但是分配的記憶體容量有限。一般區域性變數和函式引數的暫時存放位置。
(2)堆記憶體,亦稱動態記憶體。如malloc和new申請的記憶體空間。動態記憶體的生存期由程式設計師自己決定,使用非常靈活。
(3)全域性程式碼區:從靜態儲存區域分配。記憶體在程式編譯的時候就已經分配好,這塊記憶體在程式的整個執行期間都存在。例如全域性變數,static變數。
(4)常量區:文字常量分配在文字常量區,程式結束後由系統釋放。
(5)程式碼區:存放整個程式的程式碼,因為儲存是資料和程式碼分開儲存的。
總結: