为什么new() / delete()比malloc() / free()慢？

Question

为什么new()/delete()比malloc()/free()慢？

编辑：

感谢至今为止的回答。如果您拥有标准C++实现new()和delete()的规格，请指出，谢谢！

- Viet

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因为将它们进行对比没有意义。相比较，应该将malloc和::operator new进行对比，并将free和::operator delete对比以得出等价性。 - GManNickG

Answer 1

看看这段 C 代码：

struct data* pd = malloc(sizeof(struct data));
init_data(pd);

C++ 中的 new 运算符本质上在执行和上面这段代码类似的操作，这就是为什么它比 malloc() 更慢的原因。

delete 也是如此。它在执行相当于以下代码：

deinit_data(pd);
free(pd);

如果构造函数和析构函数是空的（例如内置类型），那么new和delete不应该比malloc()和free()慢。（如果它们慢，通常是因为常见的实现在背后调用malloc()/free()，因此它们是其包装器。包装成本很高。另外，可能存在需要确定不需要调用构造函数/析构函数的代码。这也会产生成本。） 编辑回答您的其他问题： new和delete不是函数，它们是操作符。这个：new data()被称为一个new表达式。它做两件事情。首先调用operator new，然后通过调用适当的构造函数初始化对象。（我说“通常”是因为内置类型没有构造函数。但是涉及内置类型的new表达式仍然起作用。）

您可以操纵这两个阶段。可以创建自己的构造函数来操纵类型的初始化，并且可以重载operator new（甚至使用具有不同附加参数的多个重载，每个类都特定地重载，如果需要）以操纵分配自由存储空间。如果未实现自己的operator new，则使用标准库的版本。这个常见的实现调用malloc()。

同样，如果您编写delete pd，称为delete表达式，则会发生两件事情：根据pd，对象被取消初始化，通常是通过调用其析构函数来完成，然后通过调用适当的operator delete释放内存。

同样，您可以通过编写自己的析构函数和自己的版本operator delete来操纵这两个阶段。（随附您的标准库的operator delete版本通常是实现为调用free()。）

- sbi

Answer 2

new和delete处理的是构造/析构，其中它们的一部分工作是有效地调用malloc()和free() - malloc()和free()是原始内存分配/释放。

- Lee

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因为 new 和 delete 执行的工作与 malloc 和 free 相同，并且它们还会调用构造函数/析构函数。除非构造函数/析构函数特别缓慢，否则我不认为会有太大的差异。 - T.J. Crowder

Answer 3

如果您使用它们来分配“纯老数据”，使得构造函数/析构函数是微不足道的，那么它们与malloc/free在速度上几乎没有太大区别。您可能（很有可能？）在测量中犯了错误，导致结果有偏差。实际上，除了调用malloc/free外，它们只执行类型的构造函数/析构函数（对于数组而言需要多次执行）。

- Daniel Earwicker

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我尝试过使用 PODs。new() / delete() 仍然慢一些，但差别不是那么明显，只有几个百分点（不到4%）到几千分之一或几万分之一。 - Viet

你是否尝试过使用new int()进行测试？这会有所不同，因为后者保证了int被初始化为零，而前者则不进行任何初始化。 - sbi

Answer 4

当调用new运算符时，会发生两件事情:

1. 为堆上的对象分配内存。
2. 调用对象的构造函数。

因此，由于对象构建的开销，new比malloc慢。

同样，delete做以下两件事:

1. 调用堆对象的析构函数。
2. 释放对象的内存。

简而言之，malloc仅分配原始内存，而new不仅分配原始内存，还将原始内存转换为对象。

- Ashish

Answer 5

他们不应该被使用，并且在我工作的代码库中也没有使用。

在我的工作环境中，malloc/free比new/delete更慢且效率更低，原因如下：

• free()不知道对象的大小，而delete通常在编译时就知道了对象的大小。
• malloc()不知道它正在分配的对象类型，因此它必须始终提供16字节对齐的内存。这通常会造成浪费。

- Petter