C++中的动态内存管理

malloc/free和new/delete之间关系和差异

相同点：

都可用于申请动态内存和释放内存

不同点：

（1）操作对象不同
malloc/free是C++/c语言的标准库函数，new/delete是c++的运算符，对于非内部数据类型的对象而言，只有malloc、free是无法满足动态对象的要求的。因为对象在创建的时候会自动调用构造函数，对象消亡时会自动调用析构函数。因为malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器控制的范围内，不能够执行构造函和析构函数
（2）用法不同
函数malloc 的原型如下：
void*malloc（size_t size）
用malloc申请一块长度为n的整数类型的空间，代码如下
int p = (int)malloc(sizeof(int)*n);
注意：
<1>. malloc返回值是void* ，岁哟调用时要进行显示的类型转换，讲void* 转换成所需要的类型
<2>.malloc函数本身并不识别要申请的内存是什么类型，只关心内存的总字节数
函数free的原型：
void free（void* memblock）
为什么free函数不像malloc函数那样复杂呢？这是因为指针p 的类型以及他所指向的内存的容量都是事先知道的，free（p）才可以正确的释放p,如果p是NULL，free对p乌云操作多少次都不会出现问题，而如果p不是NULL，那么free进行两次就会出现错误，就是已经释放的空间连续释放，就会出现问题
new、delete
运算符new 使用起来要比函数malloc 简单得多，例如：
int p1 = (int )malloc(sizeof(int) * length);
int *p2 = new int[length];
这是因为new 内置了sizeof、类型转换和类型安全检查功能。对于非内部数据类型的对象而言，new 在创建动态对象的同时完成了初始化工作。
delete是与new成对出现的，new/delete new[]/delete[] 注意一定要成对使用

1、本质区别
malloc/free是C/C++语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符。
对于用户自定义的对象而言，用maloc/free无法满足动态管理对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。因此C++需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。
2、联系：
既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么C++还保留malloc/free呢？因为C++程序经常要调用C函数，而C程序只能用malloc/free管理动态内存。如果用free释放“new创建的动态对象”，那么该对象因无法执行析构函数而可能导致程序出错。如果用delete释放“malloc申请的动态内存”，理论上讲程序不会出错，但是该程序的可读性很差。所以new/delete、malloc/free必须配对使用。

剖析new/delete、new[]/delete[]到底做了些什么事情。

不管是new还是new[] 都调用了operator new函数，在operator new函数中，又调用了malloc函数。
当然new[] 调用了operator new[] 而operator new[] 又调用了operator new函数。
在底层实现中，new就是用malloc函数来开辟空间的。

实现NEW_ARRAY/DELETE_ARRAY宏，模拟new[]/delete[]申请和释放数组。

#define NEW_ARRAY(PTR,TYPE,N)\
 do                          \
{PTR = (TYPE*)operator new(sizeof(TYPE)*N+4)\
    (*(int*)PTR) = N                        \ 
    for(size_t i = 0;i<N;i++)               \
    new (PTR+i)TYPE;                        \
}while(false);
//为什么在申请空间的时候要多申请四个字节呢？这是因为需要用来记录对象的个数，可以知道在析构的是后要调用几次
//析构函数
#define DELETE_ARRAY(PTR,TYPE)      \
    do{int N = *((int*)PTR-1) //这里取出保存的对象的个数   \
    for(size_t i=0;i<N;i++)         \
{PTR[i].~TYPE();                    \
PTR = (TYPE*)((char*)PTR-4);        \
    operator  delete(PTR); }         \ 
    }while(false);
//注意：在用宏实现的收，一定要加上续行符。