作者:求一个demo
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内容通俗易懂,没有废话,文章最后是面试常问内容(建议通过标题目录学习)
废话不多说,我们直接开始------>>>>>>
一、new
1、功能:
(1)new:动态分配堆区内存,并调用对象的构造函数。
(2)delete:释放内存,并调用对象的析构函数。
2、特点:
①是C++的操作符,支持面向对象特性(如构造和析构)。
②无需手动计算内存大小(编译期自动计算)。
③可以重载(类级别或全局级别)。
④失败时抛出std::bad_alloc异常(除非使用nothrow版本)。
3、基本语法:
T* p = new T; // 分配单个对象(默认构造)
T* p = new T(args...); // 分配并带参数构造
T* arr = new T[N]; // 分配数组(N 个对象)
4、示例:
int* p = new int(42); // 分配一个 int 并初始化为 42
delete p; // 释放内存// 数组版本
int* arr = new int[10]; // 分配 10 个 int
delete[] arr; // 释放数组
二、malloc
1、功能:在堆区申请指定字节数 且未初始化的内存。
2、特点:
①是C库函数,不会调用构造函数和析构函数。
②需要手动计算内存大小(使用sizeof)。
③失败时返回NULL。
④与free配对使用释放内存。
⑤malloc初始化的堆内存通过memset等函数进行初始化(memset将一段内存初始化为一个指定值。void* memset(void *s,int c,size_t n),s为指向的那个内存块,c为设置的初始值,n为要被设置该值的字节数)。
3、函数原型:
#include <cstdlib> // 或 <stdlib.h>
void* malloc(size_t size);
//size要分配的字节数(通常用sizeof计算)。
4、示例:
int* p = (int*)malloc(sizeof(int)); // 分配一个 int
free(p); // 释放内存// 数组版本
int* arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int)); // 分配 10 个 int
free(arr);
三、realloc
1、功能:调整已分配内存块的大小(扩大或缩小)。
2、特点:
①可能移动内存到新地址(原内容保留:先在ptr指向内存的起始地址往后扩展找newsize的空间(ptr是malloc申请的空间)。如果先前空间往后找不能满足大小,那就去堆区别的空间找newsize大小内存,然后将之前数据拷贝到这个新内存里。原来的空间会自动释放,不需要手动释放,新的空间用完需要自己free手动释放。)。
②若第一个参数为NULL,则等价于malloc。
③失败时返回NULL(原内存块仍有效)。
3、函数原型:
#include <cstdlib>
void* realloc(void* ptr, size_t new_size);
//ptr原内存指针(可为NULL,此时等价于malloc);
//new_size新的大小(字节数)。
4、示例:
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
p = (int*)realloc(p, 20 * sizeof(int)); // 扩容到 20 个 int
free(p);
四、calloc
1、功能:分配内存,并将所有字节初始化为0。
2、特点:
①参数为元素数量和每个元素的大小。
②适合分配数组和结构体。
③与free配对使用 释放内存。
3、函数原型:
#include <cstdlib>
void* calloc(size_t num, size_t size);
//num元素数量;
//size每个元素的字节数。
4、示例:
int* p = (int*)calloc(1, sizeof(int)); // 分配并初始化为 0
int* arr = (int*)calloc(10, sizeof(int)); // 分配 10 个 int(全部为 0)
free(p);
free(arr);
五、区别(new、malloc、realloc、calloc)
①来源上:new来自C++原生;malloc、realloc、calloc都来自C库。
②初始化内存:new调用构造函数;malloc未初始化;calloc初始化为0;realloc保留原内容。
③释放方式:new通过delete/delete[]释放;malloc、realloc和calloc通过free释放。
④失败行为:new抛出异常;malloc、realloc、calloc返回NULL。
⑤计算大小:new自动计算(sizeof);malloc、realloc、calloc手动计算(sizeof)。
⑥适用场景:new适用于C++对象;malloc适用于原始内存;calloc适用于需要清零的内存;realloc适用于调整内存大小。
六、校招面试常问内容
1、new和malloc的区别?
2、malloc和calloc的区别?
①calloc将分配的内存初始化为0,malloc分配内存不初始化。
②calloc接收元素数量和元素大小,malloc直接接收总字节数。
③calloc因初始化可能比malloc慢,但安全性更高(避免使用未初始化内存等)。
3、realloc工作原理?
①若realloc失败,原指针仍然有效,需要手动free释放。
②realloc第一个参数若为NULL,则等价于malloc。
③缩小时可能会直接截断内存,多余的内存不一定释放(如果需要释放,可以先分配一个合适大小的内存块,将原内存块中的数据复制到新内存块中,然后释放原内存块)。
4、内存泄漏与野指针如何避免?
(1)内存泄漏避免:
①使用智能指针。
②遵循RAII原则(构造函数获取资源,析构函数释放资源)。
③工具检测(Valgrind)。
(2)野指针避免:
①free之后置空。
②使用智能指针。
③工具检测(Valgrind)。
最后,如有不足和错误的地方,期待私信指正!