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목차

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동적 할당

동적 할당을 위해서 위와 같이 메모리 구조와 힙(Heap) 영역을 알아보았다. 동적 할당은 프로그램 실행 중에 필요한 만큼의 메모리를 할당하고 해제할 수 있는 기능이다. C++에서는 주로 malloc/free와 new/delete를 사용하여 동적 메모리를 관리한다.

정적 할당 동적 할당
메모리 영역 스택(Stack) 힙(Heap)
할당 시점 컴파일 시점 런타임 시점
메모리 크기 고정 유동적
관리 방식 자동 수동(직접 해제 필요)
장점 빠른 접근 속도, 안전 메모리 효율적 사용, 유연성
단점 크기 변경 불가, 메모리 낭비 가능 메모리 누수 위험, 관리 필요

먼저 C 스타일의 메모리 할당 방식인 malloc을 살펴보자.

malloc() / free()

class Monster
{
public:
    int _hp;
    int _x;
    int _y;
};

int main()
{
    void* ptr = malloc(1000);

    **Monster* m1 = (Monster*)ptr;**
    m1->_hp = 100;
    m1->_x = 1;
    m1->_y = 1;
}

위 코드에서 void* ptr = malloc(1000)은 1000바이트의 메모리를 힙에 할당하고, 그 시작 주소를 ptr에 저장한다. 이후 Monster* m1 = (Monster*)ptr과 같이 Monster 타입으로 캐스팅하여 실제 Monster 객체처럼 사용할 수 있다.

malloc()

malloc() - 실험

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위 메모리 뷰에서 볼 수 있듯이, malloc()으로 할당한 메모리는 초기화되지 않은 상태로 임의의 값들을 포함하고 있다.

image.png

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위 메모리 뷰에서 볼 수 있듯이, 메모리에 값을 직접 대입하면서 Monster 객체의 각 멤버 변수(_hp, _x, _y)가 순차적으로 저장되는 것을 확인할 수 있다.

free()

free() - 실험

image.png

위 메모리 뷰에서 볼 수 있듯이, **free()**로 메모리를 해제한 후, 메모리가 0xDD 패턴으로 채워진 것을 확인할 수 있다.

new / delete

class Monster
{
public:
    int _hp;
    int _x;
    int _y;
};

int main()
{
    **Monster* m1 = new Monster[5];**
    m1->_hp = 100;
    m1->_x = 1;
    m1->_y = 1;

    delete m1;
}

new

new - 실험

위 메모리 뷰에서 볼 수 있듯이, new로 할당된 메모리는 malloc()과 달리 0x3C와 같은 특별한 패턴으로 초기화되어 있다.

왜 이런 값이 들어있냐 하면, C++의 new 연산자가 메모리를 할당할 때 자동으로 초기화를 수행하기 때문이다. 이러한 초기화는 디버깅 시 할당된 메모리를 쉽게 식별할 수 있게 해주며, 미초기화 메모리 사용으로 인한 문제를 방지하는 데 도움을 준다.

image.png

malloc()과 동일하게도, 메모리에 값을 직접 대입하면서 Monster 객체의 각 멤버 변수(_hp, _x, _y)가 순차적으로 저장되는 것을 확인할 수 있다.

delete

image.png

delete도 마찬가지로, free()와 동일하게 메모리를 해제한 후, 메모리가 0xDD 패턴으로 채워진 것을 확인할 수 있다.

malloc(), free() vs new, delete

특징 malloc/free new/delete
언어 C 스타일 C++ 스타일
타입 함수 연산자
반환 형식 void* (타입 캐스팅 필요) 객체 타입의 포인터
메모리 크기 지정 바이트 단위로 직접 지정 컴파일러가 자동 계산
생성자/소멸자 호출하지 않음 자동으로 호출
배열 할당 크기 계산 필요 new[] / delete[] 사용
실패 시 NULL 반환 예외 발생
초기화 수동으로 해야 함 자동으로 초기화