[C++] 동적 메모리 할당

개요

• 런타임 시점에 프로세스의 힙 영역에 메모리 공간을 할당
• 명시적 해제 필요
• malloc/calloc과 free, new와 delete가 쌍을 이뤄 사용
• malloc
  • 메모리 할당 후 쓰레기값으로 초기화
  • 생성자를 호출하지 않음
• calloc
  • 메모리 할당 후 0으로 초기화
  • 생성자를 호출하지 않음
• free
  • 소멸자를 호출하지 않고 메모리 해제
• new
  • operator new로 메모리 할당 후 생성자를 호출
• delete
  • 소멸자 호출 후 operator delete로 메모리 해제
• operator new
  • malloc/calloc과 같이 생성자 호출 없이 메모리만 할당
  • 오버로딩 가능
  • new 대신 사용하여 조금 더 정교한 메모리 관리 가능
  • placement new로 객체를 초기화하여 사용
• operator delete
  • free와 같이 소멸자 호출 없이 메모리만 해제
  • delete 대신 사용하여 조금 더 정교한 메모리 관리 가능

예제

• 코드

   #include <cstdlib>
   #include <iostream>
      
   using namespace std;
      
   class Test {
   	private:
   		int i;
      
   	public:
   		Test(int i) : i(i) {}
   		~Test() = default;
      
   		void Print() { cout << this->i << endl; }
   };
      
   void *operator new(size_t size, int i) {
   	cout << __PRETTY_FUNCTION__ << endl;
   	return malloc(size);
   }
      
   void operator delete(void *ptr, int i) {
   	cout << __PRETTY_FUNCTION__ << endl;
   	return free(ptr);
   }
      
   void malloc_test() {
   	cout << "--- " << __func__ << " start ---" << endl;
      
   	int *i = NULL;
      
   	i = static_cast<int *>(malloc(sizeof(int) * 1));
   	*i = 1;
   	cout << *i << endl;
   	free(i);
      
   	i = static_cast<int *>(malloc(sizeof(int) * 2));
   	i[0] = 0;
   	i[1] = 1;
   	cout << i[0] << ", " << i[1] << endl;
   	free(i);
      
   	Test *t = static_cast<Test *>(malloc(sizeof(Test) * 1));
   	new (t) Test(1);
   	t->Print();
   	free(t);
      
   	cout << "--- " << __func__ << " end ---" << endl;
   }
      
   void calloc_test() {
   	cout << "--- " << __func__ << " start ---" << endl;
      
   	int *i = NULL;
      
   	i = static_cast<int *>(calloc(1, sizeof(int)));
   	*i = 1;
   	cout << *i << endl;
   	free(i);
      
   	i = static_cast<int *>(calloc(2, sizeof(int)));
   	i[0] = 0;
   	i[1] = 1;
   	cout << i[0] << ", " << i[1] << endl;
   	free(i);
      
   	Test *t = static_cast<Test *>(calloc(1, sizeof(Test)));
   	new (t) Test(1);
   	t->Print();
   	free(t);
      
   	cout << "--- " << __func__ << " end ---" << endl;
   }
      
   void new_test() {
   	cout << "--- " << __func__ << " start ---" << endl;
      
   	int *i = NULL;
      
   	i = new int;
   	*i = 1;
   	cout << *i << endl;
   	delete i;
      
   	i = new int[2];
   	i[0] = 0;
   	i[1] = 1;
   	cout << i[0] << ", " << i[1] << endl;
   	delete[] i;
      
   	Test *t = new Test(1);
   	t->Print();
   	delete t;
      
   	cout << "--- " << __func__ << " end ---" << endl;
   }
      
   void operator_new_test() {
   	cout << "--- " << __func__ << " start ---" << endl;
      
   	Test *t = NULL;
      
   	t = static_cast<Test *>(operator new(sizeof(Test)));
   	t = new (t) Test(1);
   	t->Print();
   	t->~Test();
   	operator delete(t);
      
   	cout << "~~~" << endl;
      
   	t = new (1) Test(2);
   	t->Print();
   	operator delete(t, 1);
      
   	cout << "--- " << __func__ << " end ---" << endl;
   }
      
   int main() {
   	malloc_test();
   	cout << endl << endl;
   	calloc_test();
   	cout << endl << endl;
   	new_test();
   	cout << endl << endl;
   	operator_new_test();
      
   	return 0;
   }
  

• 실행 결과

   --- malloc_test start ---
   1
   0, 1
   1
   --- malloc_test end ---
      
      
   --- calloc_test start ---
   1
   0, 1
   1
   --- calloc_test end ---
      
      
   --- new_test start ---
   1
   0, 1
   1
   --- new_test end ---
      
      
   --- operator_new_test start ---
   1
   ~~~
   void* operator new(size_t, int)
   2
   void operator delete(void*, int)
   --- operator_new_test end ---