C++ 中的 new vs malloc() 和 free() vs delete

在 C++ 中，动态分配和释放内存很常见，而 new/malloc() 和 delete/free() 是两组常用的操作。本文将深入探讨它们的差异和使用场景。

new 和 malloc()

new

new 是 C++ 中的运算符，用于在堆上动态分配内存。它是基于类型进行分配的，返回指向分配的内存的指针。语法如下：

new type;
new type[n]; // n 为元素个数

例如，以下代码分别分配了一个 int 和一个 int 数组：

int* p1 = new int;
int* p2 = new int[10]; // 分配 10 个 int

当 new 调用成功时，它将返回指向分配内存空间的指针，否则将抛出 std::bad_alloc 异常。

malloc()

malloc() 是 C 语言中的函数，用于在堆上动态分配内存。它并不基于类型进行分配，而是通过指定字节数来分配。malloc() 返回一个指向分配的内存的指针。语法如下：

void* malloc(size_t size);

例如，以下代码分别分配了一个 int 和一个 int 数组：

int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));
int* p2 = (int*)malloc(sizeof(int)*10); // 分配 10 个 int

当 malloc() 调用成功时，它将返回指向分配内存空间的指针，否则将返回 NULL。

new vs malloc() 对比

下表列出了 new 和 malloc() 的主要区别：

| 特性 | new | malloc() | | :----: | :-----: | :------: | | 针对类型 | Yes | No | | 返回类型 | 指针 | void* | | 重载运算符 | Yes | No | | 抛出异常 | Yes | No | | 初始化 | 构造函数 | No |

delete 和 free()

delete

删除由 new 分配的动态内存需要使用 delete 运算符。对于数组，应使用 delete[]。语法如下：

delete ptr;       // 删除单个对象
delete[] ptr;     // 删除对象数组

例如，以下代码删除了上面示例中分配的内存：

delete p1;
delete[] p2;

将已经销毁（或 nullptr）的指针传递给 delete，或多次调用 delete 都会引起未定义的行为。此外，当 delete 删除非指向动态分配内存的指针时，也会引起未定义的行为。

free()

malloc() 分配的内存需要使用 free() 函数释放。语法如下：

free(ptr);

例如，以下代码释放了上面示例中分配的内存：

free(p1);
free(p2);

必须传递给 free() 一个通过 malloc() 分配的指针，否则会引起未定义的行为。

delete vs free() 对比

下表列出了 delete 和 free() 的主要区别：

| 特性 | delete | free() | | :----: | :-----: | :----: | | 针对类型 | Yes | No | | 重载运算符 | Yes | No | | 销毁对象 | 析构函数 | No |

综合对比

综合来看，new/delete 对于对象的分配和释放更加方便。而 malloc()/free() 更加灵活，适用于需要动态管理内存的场景。但由于 new/delete 常常与构造函数和析构函数一起使用，能够使得代码更加高效，安全和可读性更高。

总结

本文介绍了 new/malloc() 和 delete/free() 之间的重要差异，以及它们在 C ++ 中的使用情况，包括语法，错误和注意事项。C ++ 中大多数情况下都使用 new/delete，只有在特殊情况下使用 malloc()/free()。