如何用“new”和“delete”替换“malloc”和“free”？

Question

如何更改以下代码，以便可以使用new 和delete 而不是malloc 和free？

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
using namespace std;

class myclass{
  private:
    float **m_R;
  public:
    myclass();
    ~myclass();
    float **getR(void);
    void setR(void);
};

myclass::myclass()
{
  // first allocate rows (for pointers)
  m_R = (float**)malloc(3*sizeof(float));
  // next allocate columns for float values
  for(int i=0;i<3;i++)
    *(m_R+i) = (float*)malloc(3*sizeof(float));
}

myclass::~myclass()
{
  // first free memory allocated by columns
  for(int i = 0; i < 3; i++)
  {
    free(m_R[i]);
  }
  // next free memory allocated by rows
  free(m_R);
}

void myclass::setR(void)
{
  for(int i=0;i<3;i++)
  {
    for(int j=0;j<3;j++)
    {
      m_R[i][j] = 10*i+j;
      //cout << m_R[i][j] << ", ";
    }
    //cout << "\n";
  }
}

float **myclass::getR(void)
{
  return m_R;
}

int main () {

  myclass obj;
  obj.setR();

  for(int i=0;i<3;i++)
  {
    for(int j=0;j<3;j++)
    {
      printf("%02d, ",(int)obj.getR()[i][j]);
    }
    cout << "\n";
  }

  return 0;
}

Edit1：请注意，我必须使用一个以float** 作为参数的函数（不是我写的），我别无选择（例如vector），只能使用float**。

Edit2：该函数来自Proximity Query Package (PQP)，编写如下：

int 
PQP_Distance(PQP_DistanceResult *result, 
             PQP_REAL R1[3][3], PQP_REAL T1[3], PQP_Model *o1,
             PQP_REAL R2[3][3], PQP_REAL T2[3], PQP_Model *o2,
             PQP_REAL rel_err, PQP_REAL abs_err,
             int qsize = 2);

Answer 1

• T* a = (T*)malloc(sizeof(T)) 变为 new T。
• T* b = (T*)malloc(N * sizeof(T)) 变为 new T[N]。
• free(a) 变为 delete a。
• free(b) 变为 delete[] b。

所以你得到：

myclass::myclass()
{
  // first allocate rows (for pointers)
  m_R = new float*[3];
  // next allocate columns for float values
  for(int i=0;i<3;i++)
    *(m_R+i) = new float[3];
}

myclass::~myclass()
{
  // first free memory allocated by columns
  for(int i = 0; i < 3; i++)
  {
    delete[] m_R[i];
  }
  // next free memory allocated by rows
  delete [] m_R;
}

请注意，这实际上不是非常理想的。如果你想要 3x3 矩阵，你最好在一个块中分配 9 个浮点数。

还要注意你的 C 是不正确的。

m_R = (float**)malloc(3*sizeof(float));

应该是

m_R = (float**)malloc(3*sizeof(float*));

您的代码可能“有效”，因为您正在编译 32 位，其中 float 和 float* 是 4 个字节。在 64 位构建中，float* 为 8 个字节。

---

不过，老实说，由于您的尺寸是固定的且很小，您应该将所有内容存储在对象本身中：

class myclass{
  private:
    float m_R[3][3];
  public:
    myclass() {}
    ~myclass() {}
    void setR(void);
    float* operator[](unsigned i) { return m_R[i]; }
    const float* operator[](unsigned i) const { return m_R[i]; }
};

void myclass::setR(void)
{
  for(int i=0;i<3;i++)
  {
    for(int j=0;j<3;j++)
    {
      (*this)[i][j] = 10*i+j;
      //cout << (*this)[i][j] << ", ";
    }
    //cout << "\n";
  }
}

int main () {

  myclass obj;
  obj.setR();

  for(int i=0;i<3;i++)
  {
    for(int j=0;j<3;j++)
    {
      printf("%02d, ",(int)(obj[i][j]));
    }
    cout << "\n";
  }

  return 0;
}

这是我通常的做法，因此我获得了 [][] 的可读性和对象内存储的效率。

Answer 2

假设使用标准 C++ 库是一种选择，您应该使用

std::vector<std::vector<float> > m_R;

而不是float**。绝对没有缺点，你会免费得到很多方便的东西。例如，您将能够找到向量的大小及其每个维度，而无需在旁边传递一对数字，或在某些假设中进行编码。您将能够在没有循环的情况下进行分配，并且完全无需代码即可删除。

如果这不是一个选项，您可以将malloc/free 替换为new[]/delete[]，如下所示：

// Creating
float **m_R = new float*[10];
for (int i = 0 ; i != 10 ; i++) {
    m_R[i] = new float[20];
}

// Deleting
for (int i = 0 ; i != 10 ; i++) {
    delete[] m_R[i];
}
delete[] m_R;

Answer 3

您应该决定是用 C（因此，没有类）还是 C++（因此，当存在 C++ 库时，没有纯 C）编程。

现在你只有 C + 一些类。

尊重你所做的（包装二维固定数组的类） 更合适的方法是：

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cassert>

class myclass
{
public:
    mycalss() :m() {}

    float& at(size_t r, size_t c)
    { return m[r][c]; }

    const float& at(size_t r, size_t c) const
    { return m[r][c]; }

    void setR()
    {
        for(int i=0;i<3;i++)
            for(int j=0;j<3;j++)
                m[i][j] = 10*i+j;
    }

private:
    float m[3][3]; 
};

int main () 
{
    using namespace std;

    myclass obj;
    obj.setR();

    for(int i=0;i<3;i++)
        for(int j=0;j<3;j++)
            cout << setw(2) << obj.at(i,j) << endl;
    return 0;
}

注意，不需要使用动态内存。

如果你想使用动态内存（可能是因为数组大小应该更大） 你可以依赖 std::vector 作为容器：

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <vector>
#include <cassert>

class myclass
{
public:
    mycalss(unsigned rows_, unsigned cols_) :m(), rows(rows_), cols(cols_) 
    { m.resize(rows_*cols_); }

    float& at(size_t r, size_t c)
    { return m[r*cols+c]; }

    const float& at(size_t r, size_t c) const
    { return m[r*cols+c]; }

    void setR()
    {
        for(int i=0;i<rows;i++)
            for(int j=0;j<cols;j++)
                at(i,j) = 10*i+j;
    }

private:
    std::vector<float> m; 
    size_t rows, cols;
};

int main () 
{
    using namespace std;

    static const size_t R=4, C=4;
    myclass obj(R,C);
    obj.setR();

    for(int r=0;r<R;r++)
        for(int c=0;c<C;c++)
            cout << setw(2) << obj.at(r,c) << endl;
    return 0;
}