[C++] Dynamic Memory Allocation in C++ (malloc, new)

Dynamic Memory Allocation이란?

• compile time이 아닌 run time에 메모리 할당
• 크기 유동적으로 변경
• 사용 예시 : user input에 따른 메모리 할당, linked list

• 장단점 : Array vs Linked List

  	Array	Linked List
  특징	[Static Memory allocation] - compile time에 메모리 할당 - stack에 저장	[Dynamic Memory allocation] - run time에 메모리 할당 - heap에 저장
  장점	- 빠름 - 자동 alloc/dealloc - fragment없이 연속된 저장	- 유동적인 크기 - 유동적으로 데이터 넣고 빼기 쉬움
  단점	정확한 크기 예측 힘듦 → 메모리 낭비 발생	- next/prev pointer를 저장할 추가 메모리 필요 - 느림 - 수동 alloc/dealloc - 연속된 변수 중 중간 것부터 dealloc하여 fragment 발생 가능

C에서의 사용법 : malloc function

• C++에서도 가능
• #include
• allocation
  • parameter : memory size(bytes)
  • return : 할당한 공간을 가리키는 void pointer 혹은 NULL(메모리 부족. 할당 실패)
• deallocation
  • free function
  • parameter : allocation 시 return 된 pointer

C++ 버전 : new/new[]

int* foo1;
int* foo5;

foo1 = new int;    //int 1개 공간 할당, 시작 부분 가리키는 pointer 반환
foo5 = new int [5];//int 5개 공간 할당, 시작 부분 가리키는 pointer 반환

delete foo1;
delete[] foo5;    //[]안에 숫자 넣을 필요 없다. foo5안에 크기 정보가 들어있기 때문.

• foo5를 malloc으로 구현하면

    foo = (int*) malloc(sizeof(int) * 5 + 4);
  

  이때 추가 할당 된 4 byte가 사이즈에 대한 정보(5)를 저장한다.

new의 예외 처리(Exceptions) : 할당 실패 시

• 기본 : bad_alloc
  • 프로그램 running 중 문제 발생 시 발생, 자동으로 프로그램 멈춰 줌.
• 직접 지정 : nothrow
  • C style exception
  • 메모리 할당 실패 시, nullptr을 return한다.

    int * foo;
    foo = new (nothrow) int [5];
    if (foo == nullptr) {
    		…
    }
  

Class 동적 할당

• new/delete 사용
  • malloc의 경우 공간만 할당해주는 함수이므로, 이와 같이 생성자와 파괴자를 부르는 역할을 할 수 없고 type을 지정할 수 없다. 따라서 malloc으로는 class를 동적 할당하지 못하고, new/delete를 사용하여야 한다.
• new로 class 할당 시, 해당 class의 constructor가 불러진다.
• delete/delete[]로 dealloc 시, []개의 destructor 불러야 한다.

Triangle *t2;
t2 = new Triangle(2.0, 2.0, 3.0); //dynamic 선언