C++ 中 malloc/free与 new/delete区别

C++ 中 malloc/free 与 new/delete 的区别

1. 基本概念

• malloc/free：C/C++ 标准库函数，用于动态内存的申请和释放。
• new/delete：C++ 运算符，用于动态内存的申请和释放，同时支持对象的构造和析构。

2. 功能差异

• malloc/free：
  • 仅负责内存的分配和释放。
  • 无法调用对象的构造函数和析构函数。
  • 需要手动计算内存大小（字节数）。
• new/delete：
  • 自动分配内存并调用构造函数。
  • 自动释放内存并调用析构函数。
  • 内置 sizeof、类型转换和类型安全检查。

3. 类型安全

• malloc：非类型安全，返回 void*，需要手动类型转换。

  int* p = malloc(2 * sizeof(float)); // 编译时不报错
  

• new：类型安全，编译器会检查类型匹配。

  int* p = new float[2]; // 编译时报错
  

4. 返回值与错误处理

• malloc：分配失败时返回空指针（NULL）。
• new：默认分配失败时抛出 std::bad_alloc 异常，但支持无抛出版本。

5. 使用场景

• malloc/free：
  • 适用于 C 语言或与 C 代码交互。
  • 仅用于内存管理，不涉及对象构造和析构。
• new/delete：
  • 适用于 C++ 对象的内存管理。
  • 支持构造和析构函数调用。

6. 使用方式

• malloc/free：

  int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * length);
  free(p);
  

• new/delete：

  int* p = new int[length];
  delete[] p;
  

7. 其他区别

• malloc/free：
  • 需要 头文件支持。
  • 不支持重载。
• new/delete：
  • 是 C++ 关键字，无需头文件支持。
  • 支持重载 operator new 和 operator delete。

8. 相同点

都可以用于动态内存的申请和释放。

总结

• new/delete 是 C++ 的运算符，支持对象的构造和析构，类型安全，使用更简单。
• malloc/free 是 C/C++ 的标准库函数，仅用于内存管理，不涉及对象构造和析构。
• 在 C++ 中，优先使用 new/delete，但在与 C 代码交互时，仍需使用 malloc/free。

特征	new/delete	malloc/free
分配内存的位置	自由存储区	堆
内存分配成功的返回值	完整类型指针	void*
内存分配失败的返回值	默认抛出异常	返回NULL
分配内存的大小	由编译器根据类型计算得出	必须显式指定字节数
处理数组	有处理数组的new版本new[]	需要用户计算数组的大小后进行内存分配
已分配内存的扩充	无法直观地处理	使用realloc简单完成
是否相互调用	可以，看具体的operator new/delete实现	不可调用new
分配内存时内存不足	客户能够指定处理函数或重新制定分配器	无法通过用户代码进行处理
函数重载	允许	不允许
构造函数与析构函数调用	调用	不调用