從函數(shù)聲明上可以看出。malloc 和 new 至少有兩個(gè)不同: new 返回指定類(lèi)型的指針，并且可以自動(dòng)計(jì)算所需要大小。比如：

int *p; p = new int; //返回類(lèi)型為int* 類(lèi)型(整數(shù)型指針)，分配大小為 sizeof(int); 或：

int* parr; parr = new int [100]; //返回類(lèi)型為 int* 類(lèi)型(整數(shù)型指針)，分配大小為 sizeof(int) * 100; 而 malloc 則必須要由我們計(jì)算字節(jié)數(shù)，并且在返回后強(qiáng)行轉(zhuǎn)換為實(shí)際類(lèi)型的 指針 。

int* p; p = (int *) malloc (sizeof(int)*128); //分配128個(gè)（可根據(jù)實(shí)際需要替換該數(shù)值）整型存儲(chǔ)單元， //并將這128個(gè)連續(xù)的整型存儲(chǔ)單元的首地址存儲(chǔ)到指針變量p中 double *pd=(double *) malloc (sizeof(double)*12); //分配12個(gè)double型存儲(chǔ)單元， //并將首地址存儲(chǔ)到指針變量pd中

第一、malloc 函數(shù)返回的是 void * 類(lèi)型。對(duì)于C++，如果你寫(xiě)成：p = malloc (sizeof(int)); 則程序無(wú)法通過(guò)編譯，報(bào)錯(cuò)：“不能將 void* 賦值給 int * 類(lèi)型變量”。所以必須通過(guò) (int *) 來(lái)將強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。而對(duì)于C，沒(méi)有這個(gè)要求，但為了使C程序更方便的移植到C++中來(lái)，建議養(yǎng)成強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的習(xí)慣。 第二、函數(shù)的實(shí)參為 sizeof(int) ，用于指明一個(gè)整型數(shù)據(jù)需要的大小。如果你寫(xiě)成： int* p = (int *) malloc (1); 代碼也能通過(guò)編譯，但事實(shí)上只分配了1個(gè)字節(jié)大小的內(nèi)存空間，當(dāng)你往里頭存入一個(gè)整數(shù)，就會(huì)有3個(gè)字節(jié)無(wú)家可歸，而直接“住進(jìn)鄰居家”！造成的結(jié)果是后面的內(nèi)存中原有數(shù)據(jù)內(nèi)容被改寫(xiě)。

下面一段話的原理講的比較清晰 malloc函數(shù)的實(shí)質(zhì)體現(xiàn)在，它有一個(gè)將可用的內(nèi)存塊連接為一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的列表的所謂空閑鏈表。調(diào)用malloc函數(shù)時(shí)，它沿連接表尋找一個(gè)大到足以滿足用戶請(qǐng)求所需要的內(nèi)存塊。然后，將該內(nèi)存塊一分為二（一塊的大小與用戶請(qǐng)求的大小相等，另一塊的大小就是剩下的字節(jié)）。接下來(lái)，將分配給用戶的那塊內(nèi)存?zhèn)鹘o用戶，并將剩下的那塊（如果有的話）返回到連接表上。調(diào)用free函數(shù)時(shí)，它將用戶釋放的內(nèi)存塊連接到空閑鏈上。到最后，空閑鏈會(huì)被切成很多的小內(nèi)存片段，如果這時(shí)用戶申請(qǐng)一個(gè)大的內(nèi)存片段，那么空閑鏈上可能沒(méi)有可以滿足用戶要求的片段了。于是，malloc函數(shù)請(qǐng)求延時(shí)，并開(kāi)始在空閑鏈上翻箱倒柜地檢查各內(nèi)存片段，對(duì)它們進(jìn)行整理，將相鄰的小空閑塊合并成較大的內(nèi)存塊。如果無(wú)法獲得符合要求的內(nèi)存塊，malloc函數(shù)會(huì)返回NULL指針，因此在調(diào)用malloc動(dòng)態(tài)申請(qǐng)內(nèi)存塊時(shí)，一定要進(jìn)行返回值的判斷。

二、malloc()到底從哪里得來(lái)了內(nèi)存空間：

1、malloc()到底從哪里得到了內(nèi)存空間？答案是從堆里面獲得空間。也就是說(shuō)函數(shù)返回的指針是指向堆里面的一塊內(nèi)存。操作系統(tǒng)中有一個(gè)記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表。當(dāng)操作系統(tǒng)收到程序的申請(qǐng)時(shí)，就會(huì)遍歷該鏈表，然后就尋找第一個(gè)空間大于所申請(qǐng)空間的堆結(jié)點(diǎn)，然后就將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表中刪除，并將該結(jié)點(diǎn)的空間分配給程序。就是這樣！

?? 說(shuō)到這里，不得不另外插入一個(gè)小話題，相信大家也知道是什么話題了。什么是堆？說(shuō)到堆，又忍不住說(shuō)到了棧！什么是棧？下面就另外開(kāi)個(gè)小部分專門(mén)而又簡(jiǎn)單地說(shuō)一下這個(gè)題外話：

2、什么是堆：堆是大家共有的空間，分全局堆和局部堆。全局堆就是所有沒(méi)有分配的空間，局部堆就是用戶分配的空間。堆在操作系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程 初始化的時(shí)候分配，運(yùn)行過(guò)程中也可以向系統(tǒng)要額外的堆，但是記得用完了要還給操作系統(tǒng)，要不然就是內(nèi)存泄漏。

?? 什么是棧：棧是線程獨(dú)有的，保存其運(yùn)行狀態(tài)和局部自動(dòng)變量的。棧在線程開(kāi)始的時(shí)候初始化，每個(gè)線程的棧互相獨(dú)立。每個(gè)函數(shù)都有自己的棧，棧被用來(lái)在函數(shù)之間傳遞參數(shù)。操作系統(tǒng)在切換線程的時(shí)候會(huì)自動(dòng)的切換棧，就是切換SS/ESP寄存器。棧空間不需要在高級(jí)語(yǔ)言里面顯式的分配和釋放。

?? 以上的概念描述是標(biāo)準(zhǔn)的描述，不過(guò)有個(gè)別語(yǔ)句被我刪除，不知道因?yàn)檫@樣而變得不標(biāo)準(zhǔn)了^_^.

?? 通過(guò)上面對(duì)概念的描述，可以知道：

?? 棧是由編譯器自動(dòng)分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值、局部變量的值等。操作方式類(lèi)似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。

?? 堆一般由程序員分配釋放，若不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收。注意這里說(shuō)是可能，并非一定。所以我想再?gòu)?qiáng)調(diào)一次，記得要釋放！

注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類(lèi)似于鏈表。（這點(diǎn)我上面稍微提過(guò)）

?

?所以，舉個(gè)例子，如果你在函數(shù)上面定義了一個(gè)指針變量，然后在這個(gè)函數(shù)里申請(qǐng)了一塊內(nèi)存讓指針指向它。實(shí)際上，這個(gè)指針的地址是在棧上，但是它所指向的內(nèi)容卻是在堆上面的！這一點(diǎn)要注意！所以，再想想，在一個(gè)函數(shù)里申請(qǐng)了空間后，比如說(shuō)下面這個(gè)函數(shù)：

程序代碼：
???//?code...?
???????void?Function(void)?
???????{?
????????char?*p?=?(char?*)malloc(100?*?sizeof(char));?
????}

??
?? 就這個(gè)例子，千萬(wàn)不要認(rèn)為函數(shù)返回，函數(shù)所在的棧被銷(xiāo)毀指針也跟著銷(xiāo)毀，申請(qǐng)的內(nèi)存也就一樣跟著銷(xiāo)毀了！這絕對(duì)是錯(cuò)誤的！因?yàn)樯暾?qǐng)的內(nèi)存在堆上，而函數(shù)所在的棧被銷(xiāo)毀跟堆完全沒(méi)有啥關(guān)系。所以，還是那句話：記得釋放！

3、free()到底釋放了什么

?? 這個(gè)問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，其實(shí)我是想和第二大部分的題目相呼應(yīng)而已！哈哈！free()釋放的是指針指向的內(nèi)存！注意！釋放的是內(nèi)存，不是指針！這點(diǎn)非常非常重要！指針是一個(gè)變量，只有程序結(jié)束時(shí)才被銷(xiāo)毀。釋放了內(nèi)存空間后，原來(lái)指向這塊空間的指針還是存在！只不過(guò)現(xiàn)在指針指向的內(nèi)容的垃圾，是未定義的，所以說(shuō)是垃圾。因此，前面我已經(jīng)說(shuō)過(guò)了，釋放內(nèi)存后把指針指向NULL，防止指針在后面不小心又被解引用了。非常重要啊這一點(diǎn)！

?? 好了！這個(gè)“題外話”終于說(shuō)完了。就這么簡(jiǎn)單說(shuō)一次，知道個(gè)大概就可以了！下面就進(jìn)入第三個(gè)部分：

三、malloc()以及free()的機(jī)制：

?? 這個(gè)部分我今天才有了新的認(rèn)識(shí)！而且是轉(zhuǎn)折性的認(rèn)識(shí)！所以，這部分可能會(huì)有更多一些認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤！不對(duì)的地方請(qǐng)大家?guī)兔χ赋?#xff01;

?? 事實(shí)上，仔細(xì)看一下free()的函數(shù)原型，也許也會(huì)發(fā)現(xiàn)似乎很神奇，free()函數(shù)非常簡(jiǎn)單，只有一個(gè)參數(shù)，只要把指向申請(qǐng)空間的指針傳遞

給free()中的參數(shù)就可以完成釋放工作！這里要追蹤到malloc()的申請(qǐng)問(wèn)題了。申請(qǐng)的時(shí)候?qū)嶋H上占用的內(nèi)存要比申請(qǐng)的大。因?yàn)槌龅目臻g是用來(lái)記錄對(duì)這塊內(nèi)存的管理信息。先看一下在《UNIX環(huán)境高級(jí)編程》中第七章的一段話：

?? 大多數(shù)實(shí)現(xiàn)所分配的存儲(chǔ)空間比所要求的要稍大一些，額外的空間用來(lái)記錄管理信息——分配塊的長(zhǎng)度，指向下一個(gè)分配塊的指針等等。這就意味著如果寫(xiě)過(guò)一個(gè)已分配區(qū)的尾端，則會(huì)改寫(xiě)后一塊的管理信息。這種類(lèi)型的錯(cuò)誤是災(zāi)難性的，但是因?yàn)檫@種錯(cuò)誤不會(huì)很快就暴露出來(lái)，所以也就很難發(fā)現(xiàn)。將指向分配塊的指針向后移動(dòng)也可能會(huì)改寫(xiě)本塊的管理信息。

?? 以上這段話已經(jīng)給了我們一些信息了。malloc()申請(qǐng)的空間實(shí)際我覺(jué)得就是分了兩個(gè)不同性質(zhì)的空間。一個(gè)就是用來(lái)記錄管理信息的空間，另外一個(gè)就是可用空間了。而用來(lái)記錄管理信息的實(shí)際上是一個(gè)結(jié)構(gòu)體。在C語(yǔ)言中，用結(jié)構(gòu)體來(lái)記錄同一個(gè)對(duì)象的不同信息是

天經(jīng)地義的事！下面看看這個(gè)結(jié)構(gòu)體的原型：

程序代碼：
???struct?mem_control_block?{?
????int?is_available;????//這是一個(gè)標(biāo)記？?
????int?size;????????????//這是實(shí)際空間的大小?
????};

??
?? 對(duì)于size,這個(gè)是實(shí)際空間大小。這里其實(shí)我有個(gè)疑問(wèn)，is_available是否是一個(gè)標(biāo)記？因?yàn)槲铱戳薴ree()的源代碼之后對(duì)這個(gè)變量感覺(jué)有點(diǎn)納悶（源代碼在下面分析）。這里還請(qǐng)大家指出！

?? 所以，free()就是根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)體的信息來(lái)釋放malloc()申請(qǐng)的空間！而結(jié)構(gòu)體的兩個(gè)成員的大小我想應(yīng)該是操作系統(tǒng)的事了。但是這里有一個(gè)問(wèn)題，malloc()申請(qǐng)空間后返回一個(gè)指針應(yīng)該是指向第二種空間，也就是可用空間！不然，如果指向管理信息空間的話，寫(xiě)入的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體的類(lèi)型有可能不一致，或者會(huì)把管理信息屏蔽掉，那就沒(méi)法釋放內(nèi)存空間了，所以會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤！（感覺(jué)自己這里說(shuō)的是廢話）

?? 好了！下面看看free()的源代碼，我自己分析了一下，覺(jué)得比起malloc()的源代碼倒是容易簡(jiǎn)單很多。只是有個(gè)疑問(wèn)，下面指出！

程序代碼：
???//?code...?
????
???????void?free(void?*ptr)??
????{?
????????????struct?mem_control_block?*free;?
????????????free?=?ptr?-?sizeof(struct?mem_control_block);?
????????????free->is_available?=?1;?
????????????return;?
????}

?? 看一下函數(shù)第二句，這句非常重要和關(guān)鍵。其實(shí)這句就是把指向可用空間的指針倒回去，讓它指向管理信息的那塊空間，因?yàn)檫@里是在值上減去了一個(gè)結(jié)構(gòu)體的大小！后面那一句free->is_available = 1;我有點(diǎn)納悶！我的想法是：這里is_available應(yīng)該只是一個(gè)標(biāo)記而已！因?yàn)閺倪@個(gè)變量的名稱上來(lái)看，is_available 翻譯過(guò)來(lái)就是“是可以用”。不要說(shuō)我土！我覺(jué)得變量名字可以反映一個(gè)變量的作用，特別是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇a。這是源代碼，所以我覺(jué)得絕對(duì)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?#xff01;！這個(gè)變量的值是1，表明是可以用的空間！只是這里我想了想，如果把它改為0或者是其他值不知道會(huì)發(fā)生什么事？！但是有一點(diǎn)我可以肯定，就是釋放絕對(duì)不會(huì)那么順利進(jìn)行！因?yàn)檫@是一個(gè)標(biāo)記！

?? 當(dāng)然，這里可能還是有人會(huì)有疑問(wèn)，為什么這樣就可以釋放呢？？我剛才也有這個(gè)疑問(wèn)。后來(lái)我想到，釋放是操作系統(tǒng)的事，那么就free()這個(gè)源代碼來(lái)看，什么也沒(méi)有釋放，對(duì)吧？但是它確實(shí)是確定了管理信息的那塊內(nèi)存的內(nèi)容。所以，free()只是記錄了一些信息，然后告訴操作系統(tǒng)那塊內(nèi)存可以去釋放，具體怎么告訴操作系統(tǒng)的我不清楚，但我覺(jué)得這個(gè)已經(jīng)超出了我這篇文章的討論范圍了。

?? 那么，我之前有個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，就是認(rèn)為指向那塊內(nèi)存的指針不管移到那塊內(nèi)存中的哪個(gè)位置都可以釋放那塊內(nèi)存！但是，這是大錯(cuò)特錯(cuò)！釋放是不可以釋放一部分的！首先這點(diǎn)應(yīng)該要明白。而且，從free()的源代碼看，ptr只能指向可用空間的首地址，不然，減去結(jié)構(gòu)體大小之后一定不是指向管理信息空間的首地址。所以，要確保指針指向可用空間的首地址！不信嗎？自己可以寫(xiě)一個(gè)程序然后移動(dòng)指向可用空間的指針，看程序會(huì)有會(huì)崩！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的new与malloc的区别，以及内存分配浅析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。