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C++中 newdelete 与 mallocfree 的异同详解

news 2025/6/4 12:28:10

C++中 new/delete 与 malloc/free 的异同详解

在 C++ 开发中，动态内存管理是重中之重！new/delete 和 malloc/free 都是用来动态申请和释放内存的，但它们有本质的区别。今天我们就来彻底搞懂它们的区别，避免内存泄漏和 undefined behavior！💡

1. 相同点

✅ 都是动态内存管理：在堆（heap）上分配内存，需要手动释放，否则会导致内存泄漏。
✅ 返回指针：申请成功时返回内存地址，失败时 malloc 返回 NULL，new 抛出 std::bad_alloc 异常（除非用 nothrow 版本）。

2. 核心区别（重点！面试常考！）

特性	new / delete (C++)	malloc / free ©
语言	C++ 关键字	C 标准库函数
内存计算	自动计算大小（`new int`）	需手动计算（`malloc(sizeof(int))`）
初始化	调用构造函数（`new`） / 析构函数（`delete`）	仅分配/释放内存，不调用构造/析构
返回类型	返回具体类型指针（`int*`）	返回 `void*`，需强制转换
失败处理	默认抛异常（`bad_alloc`）	返回 `NULL`
重载	可重载 `operator new`	不可重载
内存不足处理	可自定义 `new_handler`	只能检查返回值
数组支持	`new[]` / `delete[]`	需手动计算数组大小

3. 关键细节（必看！）

（1）初始化问题

new 会调用构造函数，malloc 不会：

class A {
public:A() { std::cout << "A constructed!" << std::endl; }~A() { std::cout << "A destroyed!" << std::endl; }
};A *p1 = new A;      // 调用构造函数
A *p2 = (A*)malloc(sizeof(A));  // 不调用构造函数！
free(p2);  // 不调用析构函数！
delete p1; // 调用析构函数

⚠️ 如果用 malloc 申请类对象，对象不会被初始化，可能导致崩溃！

（2）内存释放问题

delete 会调用析构函数，free 不会：

int *p1 = new int(10);
delete p1;  // 正确释放  int *p2 = (int*)malloc(sizeof(int));
free(p2);   // 正确释放  // ❌ 错误示范：
int *p3 = new int[10];
free(p3);   // 未调用析构函数，可能导致内存泄漏（如果数组元素是对象）

🚨 绝对不能混用！new 的内存必须用 delete 释放，malloc 的内存必须用 free 释放！

（3）数组处理

new[] 和 delete[] 用于动态数组：

int *arr1 = new int[10];  // 分配 10 个 int
delete[] arr1;            // 正确释放  int *arr2 = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
free(arr2);               // 正确释放