Freier Speicher new und delete

In C verwendet man eine der Funktionen malloc(), calloc() und realloc(), um Speicher aus dem Heap zu allokieren, und bis zu einem passenden Aufruf von free() nach Gutdünken zu verwenden.

In C++ hat man diese Möglichkeit auch noch. Es gibt aber einen Ersatz dafür, der meistens auch genutzt werden sollte: new und delete.

Zum Allokieren eines Objekts oder eines Feldes davon verwendet man jetzt
new Objekttyp
um ein Objekt vom Typ Objekttyp zu allokieren, oder
new Objekttyp[Anzahl]
um ein Feld mit Anzahl Elementen jeweils vom Typ Objekttyp zu allokieren.

Je nach dem, ob man ein Element oder ein Feld allokiert hatte, kann man den Speicher mit delete oder mit delete[] wieder freigeben.

Beispiel im C-Stil:

// Zeiger auf ein Element
int *p1;
// Zeiger auf viele Elemente
int *pviele;
// allokiert Platz für 1 int, und liefert Zeiger darauf
p1 = (int*)malloc( sizeof(int) );
if( p1==NULL ) { /* Fehlerbehandlung, Programmabbruch */  }
// allokiert Platz für 500 int, und liefert Zeiger darauf
pviele = (int*)malloc( 500*sizeof(int) );
if( pviele==NULL ) { /* Fehlerbehandlung, Programmabbruch */  }

// Speicher verwenden...
*p1 = 25;
pviele[0] = 1;
// ...
pviele[499] = 500;

// Speicher für 1 Element freigeben
free( p1 );
// Speicher für Feld freigeben
free( pviele );

Im C++-Stil sieht das selbe so aus:

// Zeiger auf ein Element
int *p1;
// Zeiger auf viele Elemente
int *pviele;
// allokiert Platz für 1 int, und liefert Zeiger darauf
p1 = new int;
// allokiert Platz für 500 int, und liefert Zeiger darauf
pviele = new int[500];

// Speicher verwenden...
*p1 = 25;
pviele[0] = 1;
// ...
pviele[499] = 500;

// Speicher für 1 Element freigeben
delete p1;
// Speicher für Feld freigeben
delete[] pviele;

Dabei muß man folgende Unterschiede unbedingt kennen:

• new liefert einen Zeiger auf den allokierten Speicher zurück, der bereits den passenden Typ hat (also bereits nach (Objekttyp*) konvertiert ist).

  Man muß demnach nicht explizit casten.

• Wenn malloc() (ebenso wie seine Abarten calloc() und realloc()) den geforderten Speicher nicht beschaffen kann, dann wird als Rückgabewert NULL geliefert.

  new dagegen liefert immer einen gültigen Zeiger, oder wirft im Fehlerfall eine Ausnahme (vom Typ bad_alloc, siehe Ausnahmebehandlung und Ausnahmen der Standardbibliothek).

  Dadurch erspart man sich die Mühe, nach jedem Allokieren den Rückgabewert prüfen zu müssen. Gegebenenfalls muß man stattdessen mit einem try-Block die Ausnahme abfangen.

• Mit new ist es nicht möglich, ein bereits allokiertes Feld im Nachhinein in der Größe zu verändern, so wie es realloc() kann.

• malloc() und seine Verwandten sind Bibliotheksfunktionen; new und delete sind dagegen Operatoren der Sprache. Dadurch kennt der Compiler und damit auch der erzeugte Programmcode den jeweiligen Datentyp.

• malloc() und seine Verwandten beschaffen nur den Speicherplatz, ohne zu wissen welchen Typ das Objekt (oder die Objekte?) hat (haben).

  new dagegen kennt den Typ, und kann deshalb den beschafften Speicherplatz gleich sinnvoll initialisieren, indem für Klassenobjekte der zugehörige Konstruktor aufgerufen wird (siehe Konstruktoren, Destruktoren).

  Ebenso kann free() nur den Speicherbereich wieder freigeben, während delete und delete[] gegebenenfalls für jedes Objekt den passenden Destruktor aufrufen.

Was man weiterhin beachten muß:

• Man darf mit new allokierten Speicher nicht mit free() freigeben, ebenso wenig darf man mit malloc() (oder seinen Verwandten) allokierten Speicher mit delete oder delete[] freigeben.

• Hat man Platz für ein einzelnes Objekt allokiert (new Objekttyp), dann darf man zum Freigeben ausschließlich delete (ohne []!) verwenden. Ebenso umgekehrt: hat man ein Feld allokiert (new Objekttyp[Anzahl], auch wenn Anzahl gleich eins ist), dann darf man nur mit delete[] den Speicher wieder freigeben.

• Egal wie man den Speicher beschafft und freigibt: Nach der Freigabe darf man nicht mehr darauf zugreifen! Und zwar weder über Zeiger auf oder in den Speicherbereich, noch über Referenzen.