12、關於動態記憶體分配

文編寫參考狄泰軟體學院唐佐林老師的視訊課程，如有錯誤之處，歡迎指正。

一、c++中記憶體申請與c語言記憶體申請的異同

1、對於new關鍵字和malloc函數

new關鍵字的功能類似於c語言中的malloc，它們都是從堆空間中申請一段記憶體。下面 下麪幾點是兩者之間的異同點：

1. new是c++中的關鍵字，而malloc是c庫提供的函數，有些c編譯器可能是沒有這個庫的，那麼就會導致不能申請動態空間
2. new是以具體型別爲單位進行記憶體分配，而malloc是以位元組爲單位進行記憶體分配。
3. new在申請單個型別變數時可以進行初始化，而malloc不可以，calloc函數雖然是將空間裡的值初始化爲0,但是並不是初始化爲使用者希望的值，所以還不是真正意義上的初始化。
4. new能夠觸發建構函式的呼叫，malloc僅分配需要的記憶體空間。

在c++中在堆空間爲物件申請空間時，是需要呼叫建構函式的，而這個必須通過new關鍵字來實現，因爲採用malloc函數只是說從堆空間中申請一段記憶體，但是並不會呼叫建構函式，也就是說生成的物件是不合法的.

5. 物件的建立只能使用用new，malloc函數不適合物件導向開發

2、對於delete關鍵字和free函數

1. delete在所有c++編譯器都被支援
2. free在沒有c庫的時候不能夠被呼叫，而某些開發系統中是沒有c庫的
3. delete能夠觸發解構函式的呼叫，free僅僅歸還之前分配的記憶體空間
4. 物件的銷燬只能夠用delete，free不適合物件導向開發
5. new是通過delete釋放空間的，而malloc是以free來釋放空間的。對此要特別注意的是：
   (1)對單個型別變數的釋放和對陣列的釋放在形式上是有區別的，對陣列空間進行釋放時一定要加上[]。
   (2)用new就一定用delete，用malloc就用free，不能夠混合使用，原因如下：

因爲這樣雖然可以通過編譯，但是這是會帶來問題的，假設用new爲物件在對空間中申請了一段記憶體，那麼此時就會出發建構函式的呼叫，從而完成物件的構造，當使用delete關鍵字來歸還空間時，首先會呼叫解構函式，進行物件的銷燬，然後再歸還空間，但是當使用free函數來歸還空間，這時是不會自動呼叫解構函式的，它完成的工作僅僅是歸還堆空間，那麼如果此時物件裏面的成員變數也是從堆空間裏面申請的，那麼這時就會造成記憶體泄露。同樣地，我們不能夠用delete用mallocd申請的堆空間，有可能通過編譯，但是同樣的也會帶來問題，有可能這個問題會暫時沒出現，因爲用malloc函數申請堆空間時並沒有生成一個合法的物件，而用delete關鍵字就會呼叫解構函式，去呼叫一個不合法物件的解構函式是很可能會出現問題的。

二、例程理解

例程1：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int* p1=new int(5);
	char* p2=new char('a');
	float* p4=new float(2.1f);
	cout<<"*p1="<<*p1<<endl;
	cout<<"*p2="<<*p2<<endl;
	cout<<"*p4="<<*p4<<endl;

	delete p1;
	delete p2;
	delete p4;	
	int* p3=new int[10];
	for(int i=0;i<10;i++)
	{
		p3[i]=i+1;
		cout<<"p3"<<"["<<i<<"]="<<p3[i]<<endl;
	}
	delete[] p3; 
	return 0;
}

例程2：

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdlib>//C標準通用實用庫，此檔頭定義了幾個通用功能，包括動態記憶體管理，亂數生成，與環境的通訊，整數算術，搜尋，排序和轉換。

using namespace std;

class Test
{
    int* mp;
public:
    Test()
    {
        cout << "Test::Test()" << endl;
        mp = new int(100);
        cout << *mp << endl;
    }
    ~Test()
    {
        delete mp;//歸還記憶體空間

        cout << "~Test::Test()" << endl;
    }
};

int main()
{
    Test* pn = new Test;//用c++的方式，申請空間的同時會呼叫建構函式，完成物件的構造
    Test* pm = (Test*)malloc(sizeof(Test));//用c語言的方式,只負責申請空間，不負責物件的構造，因此生成的物件不合法
    
    delete pn;//會先呼叫解構函式銷燬物件，然後歸還空間
    free(pm);//只負責歸還空間，而不負責銷燬物件
    
    return 0;
}

分析：此處只調用了一個建構函式和解構函式，因此證明了此文開頭的一些結論，這裏也可修改程式驗證其餘的結論，這裏就不一一演示了。