C++学习笔记06

new、delete、malloc、free关系

这一篇来自于这个博主的文章，我感觉总结的十分全面，非常感谢，我这里手动写了一遍就温习一下。
首先说明一下，new/delete是C++关键字，malloc、free是库函数。delete会调用对象的析构函数,new调用构造函数，malloc、free是直接申请和释放内存。这个就是最明显的区别。

new与malloc的10点区别：

1. 申请的内存所在位置。
new操作符从自由存储区（free store）上为对象动态分配内存空间，而malloc函数从堆上动态分配内存。自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念，凡是通过new操作符进行内存申请，该内存即为自由存储区。而堆是操作系统中的术语，是操作系统所维护的一块特殊内存，用于程序的内存动态分配，C语言使用malloc从堆上分配内存，使用free释放已分配的对应内存。

2. 返回类型安全性.
new操作符内存分配成功时，返回的是对象类型的指针，类型严格与对象匹配，无须进行类型转换，故new是符合类型安全性的操作符。而malloc内存分配成功则是返回void * ，需要通过强制类型转换将void*指针转换成我们需要的类型。

3. 内存分配失败时的返回值
new内存分配失败时，会抛出bac_alloc异常，它不会返回NULL；malloc分配内存失败时返回NULL。

4. 是否需要指定内存大小
使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算，而malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。

5. 是否调用构造函数/析构函数
使用new操作符来分配对象内存时会经历三个步骤：
第一步：调用operator new 函数（对于数组是operator new[]）分配一块足够大的，原始的，未命名的内存空间以便存储特定类型的对象；
第二步：编译器运行相应的构造函数以构造对象，并为其传入初值；
第三部：对象构造完成后，返回一个指向该对象的指针。

使用delete操作符来释放对象内存时会经历两个步骤：
第一步：调用对象的析构函数；
第二步：编译器调用operator delete(或operator delete[])函数释放内存空间。

6. 对数组的处理
C++提供了new[]与delete[]来专门处理数组类型。 delete与 delete []区别：delete只会调用一次析构函数，而delete[]会调用每一个成员的析构函数。delete与new配套，delete []与new []配套；

至于malloc，它并知道你在这块内存上要放的数组还是啥别的东西，反正它就给你一块原始的内存，在给你个内存的地址就完事。所以如果要动态分配一个数组的内存，还需要我们手动自定数组的大小：

7. new与malloc是否可以相互调用
operator new /operator delete的实现可以基于malloc，而malloc的实现不可以去调用new。

8. 是否可以被重载：opeartor new /operator delete可以被重载。标准库是定义了operator new函数和operator delete函数的8个重载版本。

9. 能够直观地重新分配内存
使用malloc分配的内存后，如果在使用过程中发现内存不足，可以使用realloc函数进行内存重新分配实现内存的扩充。realloc先判断当前的指针所指内存是否有足够的连续空间，如果有，原地扩大可分配的内存地址，并且返回原来的地址指针；如果空间不够，先按照新指定的大小分配空间，将原有数据从头到尾拷贝到新分配的内存区域，而后释放原来的内存区域。
new没有这样直观的配套设施来扩充内存。

10. 客户处理内存分配不足
在operator new抛出异常以反映一个未获得满足的需求之前，它会先调用一个用户指定的错误处理函数，这就是new-handler。new_handler是一个指针类型

namespace std {    typedef void (*new_handler)()   }

指向了一个没有参数没有返回值的函数,即为错误处理函数。为了指定错误处理函数，客户需要调用set_new_handler，这是一个声明于的一个标准库函数:

namespace std {     new_handler set_new_handler(new_handler p ) throw();  }

set_new_handler的参数为new_handler指针，指向了operator new 无法分配足够内存时该调用的函数。其返回值也是个指针，指向set_new_handler被调用前正在执行（但马上就要发生替换）的那个new_handler函数。
对于malloc，客户并不能够去编程决定内存不足以分配时要干什么事，只能看着malloc返回NULL。

**最后做一个总结：**malloc给你的就好像一块原始的土地，你要种什么需要自己在土地上来播种。而new帮你划好了田地的分块（数组），帮你播了种（构造函数），还提供其他的设施给你使用:
当然，malloc并不是说比不上new，它们各自有适用的地方。在C++这种偏重OOP（Object Oriented Programming）的语言，使用new/delete自然是更合适的。