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分类: C/C++

2008-08-28 08:20:55

6、有了malloc/free为什么还要new/delete?

  malloc与free是C++/C语言的标准库函数,new/delete是C++的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。

   对于非内部数据类型的对象而言,光用maloc/free无法满足动态对象的要求。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++语言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。注意 new/delete不是库函数。我们先看一看malloc/free和new/delete如何实现对象的动态内存管理,见示例6。

class Obj
{
 public :
  Obj(void){ cout << “Initialization” << endl; }
  ~Obj(void){ cout << “Destroy” << endl; }
  void Initialize(void){ cout << “Initialization” << endl; }
  void Destroy(void){ cout << “Destroy” << endl; }
};
void UseMallocFree(void)
{
 Obj *a = (obj *)malloc(sizeof(obj)); // 申请动态内存
 a->Initialize(); // 初始化
 //…
 a->Destroy(); // 清除工作
 free(a); // 释放内存
}
void UseNewDelete(void)
{
 Obj *a = new Obj; // 申请动态内存并且初始化
 //…
 delete a; // 清除并且释放内存
}
     示例6 用malloc/free和new/delete如何实现对象的动态内存管理

   类Obj的函数Initialize模拟了构造函数的功能,函数Destroy模拟了析构函数的功能。函数UseMallocFree中,由于 malloc/free不能执行构造函数与析构函数,必须调用成员函数Initialize和Destroy来完成初始化与清除工作。函数 UseNewDelete则简单得多。

  所以我们不要企图用malloc/free来完成动态对象的内存管理,应该用new/delete。由于内部数据类型的“对象”没有构造与析构的过程,对它们而言malloc/free和new/delete是等价的。

  既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free,为什么C++不把malloc/free淘汰出局呢?这是因为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必须配对使用,malloc/free也一样。

  7、内存耗尽怎么办?

  如果在申请动态内存时找不到足够大的内存块,malloc和new将返回NULL指针,宣告内存申请失败。通常有三种方式处理“内存耗尽”问题。

  (1)判断指针是否为NULL,如果是则马上用return语句终止本函数。例如:

void Func(void)
{
 A *a = new A;
 if(a == NULL)
 {
  return;
 }
 …
}

  (2)判断指针是否为NULL,如果是则马上用exit(1)终止整个程序的运行。例如:

void Func(void)
{
 A *a = new A;
 if(a == NULL)
 {
  cout << “Memory Exhausted” << endl;
  exit(1);
 }
 …
}

  (3)为new和malloc设置异常处理函数。例如Visual C++可以用_set_new_hander函数为new设置用户自己定义的异常处理函数,也可以让malloc享用与new相同的异常处理函数。详细内容请参考C++使用手册。

  上述(1)(2)方式使用最普遍。如果一个函数内有多处需要申请动态内存,那么方式(1)就显得力不从心(释放内存很麻烦),应该用方式(2)来处理。

  很多人不忍心用exit(1),问:“不编写出错处理程序,让操作系统自己解决行不行?”

  不行。如果发生“内存耗尽”这样的事情,一般说来应用程序已经无药可救。如果不用exit(1) 把坏程序杀死,它可能会害死操作系统。道理如同:如果不把歹徒击毙,歹徒在老死之前会犯下更多的罪。

   有一个很重要的现象要告诉大家。对于32位以上的应用程序而言,无论怎样使用malloc与new,几乎不可能导致“内存耗尽”。我在Windows 98下用Visual C++编写了测试程序,见示例7。这个程序会无休止地运行下去,根本不会终止。因为32位操作系统支持“虚存”,内存用完了,自动用硬盘空间顶替。我只听 到硬盘嘎吱嘎吱地响,Window 98已经累得对键盘、鼠标毫无反应。

  我可以得出这么一个结论:对于32位以上的应用程序,“内存耗尽”错误处理程序毫无用处。这下可把Unix和Windows程序员们乐坏了:反正错误处理程序不起作用,我就不写了,省了很多麻烦。

  我不想误导读者,必须强调:不加错误处理将导致程序的质量很差,千万不可因小失大。

void main(void)
{
 float *p = NULL;
 while(TRUE)
 {
  p = new float[1000000];
  cout << “eat memory” << endl;
  if(p==NULL)
   exit(1);
 }
}

  示例7试图耗尽操作系统的内存
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