new,delete & malloc,free

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本文深入解析C语言中动态内存分配的关键函数，包括malloc、calloc、free以及对象创建过程。通过实例代码，详细阐述了如何在C语言中高效管理内存，并对比了不同内存分配函数的使用场景与特性。此外，文章还介绍了C++的解决方案——new运算符，简化了对象创建过程，避免了内存分配和初始化的复杂性。

C语言提供了动态内存分配（dynamic memory allocation）函数malloc和free及malloc的变体alloca.calloc,realloc等。其中alloca是向栈申请内存，因此无需释放。malloc从堆中申请内存，并且没有初始化内存的内容，里面存的是垃圾数，因此我们一般用memset来初始化这部分的内存空间。calloc则将初始化这部分的内存，设置为0，而realloc则对malloc申请的内存进行大小的调整。
malloc、calloc、free都是库函数，使用时需包含stdlib头文件，跟os无关，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加给malloc/free。
maclloc原型：extern void * malloc（unsigned int num_bytes）；
它申请长度num_bytes字节的内存块。如果分配成功则返回指向被分配内存的指针，返回类型是void 类型，void 表示未确定类型的指针，c/c++规定，void * 类型可以强制转换为任何其他类型的指针。分配失败返回空指针。

#include <cstdlib> // malloc & free
#include <cstring> // memset
#include <iostream>
using namespace std;

class obj
{
    int i, j, k;
    enum{sz = 100};
    char buf[bz];
public:
    void initialize()
    {
        cout << "initializing Obj" << endl;
        i = j = k = 0;
        memset (buf, 0, sz);
    }
    void destroy() const
    {
        cout << "destroying Obj" << endl;
    }
};
int main()
{
    Obj * obj = (Obj* )malloc(sizeof(Obj));
    obj->initialize();
    obj->destroy();
    free(obj);
}

这行代码中Obj * obj = (Obj* )malloc(sizeof(Obj));用户必须决定对象的长度（这也是程序出错的原因之一）。由于malloc只是分配了一块内存而不是生成了一个对象，所以它返回了void*类型指针。而c++不允许将一个void*类型指针赋予任何其他指针，所以必须做类型转换。
C语言的动态内存分配机制太复杂，容易令人混淆。C++的解决方案是把创建一个对象所需的所有动作都结合在一个称为new的运算符里。当用new创建一个对象时，它就在堆里为对象分配内存并为这块内存调用构造函数。因此，如果写出下面的表达式：
MyType *fp = new MyType(1,2);
在运行时等价于调用malloc(sizeof(MyType)),并使用(1, 2)作为参数表来为MyType调用构造函数，this指针指向返回值的地址。在指针被赋给fp之前，它是不定的、初始化的对象–在这之前我们甚至不能触及它。它自动地被赋予正确的MyType类型。
默认的new还进行检查以确信在传递地址给构造函数之前内存是分配成功的，所以不必显示的确定调用是否成功。
现在在堆里创建对象的过程变得简单了–只是一个简单的表达式，它带有内置的长度计算、类型转换和安全检查。