C++ new 和 malloc 的区别？

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C++ new 和 malloc 的区别？

C++内存分配策略​​​​​​​

目录

1.引言

2.区别

2.1.申请的内存分配区域

2.2.类型安全和自动大小计算

2.3.构造函数和析构函数的调用

2.4.异常处理

2.5.配对简便性

2.6.new 的重载

2.7.关键字和操作符

3.总结

1.引言

new 和 delete 在 C++ 中被引入，主要是为了解决 malloc 和 free 在 C 语言中的一些限制和问题，特别是在面向对象编程方面。以下是 new/delete 相比于 malloc/free 的主要区别。

2.区别

2.1.申请的内存分配区域

        new操作符从自由存储区（free store）上为对象动态分配内存空间，而malloc函数从堆上动态分配内存。自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念，凡是通过new操作符进行内存申请，该内存即为自由存储区。而堆是操作系统中的术语，是操作系统所维护的一块特殊内存，用于程序的内存动态分配，C语言使用malloc从堆上分配内存，使用free释放已分配的对应内存。

        那么自由存储区是否能够是堆（问题等价于new是否能在堆上动态分配内存），这取决于operator new 的实现细节。自由存储区不仅可以是堆，还可以是静态存储区，这都看operator new在哪里为对象分配内存。

        特别的，new甚至可以不为对象分配内存！定位new的功能可以办到这一点：

new (place_address) type

        place_address为一个指针，代表一块内存的地址。当使用上面这种仅以一个地址调用new操作符时，new操作符调用特殊的operator new，也就是下面这个版本：

void * operator new (size_t,void *) 
//不允许重定义这个版本的operator new

        这个operator new不分配任何的内存，它只是简单地返回指针实参，然后右new表达式负责在place_address指定的地址进行对象的初始化工作。

2.2.类型安全和自动大小计算

malloc/free 示例:

#include 
struct MyStruct {
    int data;
    // ... 其他成员 ...
};
int main() {
    // 使用 malloc 分配内存，需要手动计算大小
    MyStruct* p = (MyStruct*)malloc(sizeof(MyStruct));
    p->data = 10;
    free(p);
    return 0;
}

new/delete 示例:

struct MyStruct {
    int data;
    // ... 其他成员 ...
};
int main() {
    // 使用 new 分配内存，自动处理大小和类型
    MyStruct* p = new MyStruct;
    p->data = 10;
    delete p;
    return 0;
}

区别:

• new 自动计算所需内存的大小，而 malloc 需要程序员手动计算。

• new 提供类型安全，返回正确类型的指针，避免了强制类型转换的需要。

  2.3.构造函数和析构函数的调用

  使用new操作符来分配对象内存时会经历三个步骤：

          1）调用operator new 函数（对于数组是operator new[]）分配一块足够大的，原始的，未命名的内存空间以便存储特定类型的对象。

          2）编译器运行相应的构造函数以构造对象，并为其传入初值。

          3）对象构造完成后，返回一个指向该对象的指针。

   使用delete操作符来释放对象内存时会经历两个步骤：

          1）调用对象的析构函数。

          2）编译器调用operator delete(或operator delete[])函数释放内存空间。

          总之来说，new/delete会调用对象的构造函数/析构函数以完成对象的构造/析构。而malloc则不会。下面看个示例：

  class MyClass {
  public:
      MyClass() { std::cout