new/delete 和 malloc/free

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#C #C++ #new #malloc

本文详细对比了C++中的new和C中的malloc在内存分配上的异同。从它们的使用方式、返回值、处理数组的方式等多个角度进行了阐述，并总结了二者在C++编程中的具体应用场景。

2017年11月30日

今年九月份，我的一个忙于面试各大IT企业的舍友问了我一个问题：new和malloc有什么相同点和不同点。
我习惯于使用C++编程，也粗略看过C++primer这本书，但是掌握的知识点却是有限和分散的，工作意识薄弱的我没有对所学的知识进行系统地梳理和概括，当时的我向他请教了一番。昨天，马原课上，一位看着Android C++编程书籍的好友向我抛出了同样的问题：new和malloc有什么不同呢？我想是有必要整理成一篇博客，必要时供自己以及他人参考。

注：写这篇博客我的工作更多的是搬运和整理，我参考了stack overflow网友的答案，特此表示感谢

相同点
malloc和new都是用于动态内存申请的，free和delete都是用于动态内存撤销的。

不同点

  1. malloc和free配对使用，new和delete配对使用。

  2. malloc和free是C中的标准库函数，包含在stdlib.h头文件中，当然在C++中也能使用；new和delete是C++中的运算符，是在C++中提出的，因此不能在C中使用。

  3. 内存申请地不同。malloc allocates memory from ‘Heap’，即malloc是从堆中申请内存的；new allocates memory from ‘Free Store’，即new是从自由空间中申请内存的。

  4. 返回值不同。malloc returns a void* ，malloc是一个函数，函数原型是 void * malloc(size_t size)，函数返回的是一个指向void类型的指针；new returns a fully typed pointer，new是一个操作符，返回的是指向一个完全类型（特定对象类型）的指针。

  5. 分配内存出错后返回的值可能不同。malloc如果申请内存失败的话会返回一个NULL（空指针），因此可以在程序中判断返回值是否等于NULL来确定内存是否分配成功；如果new申请内存失败的话，默认情况（比如写成“int *p = new int;”）会抛出一个类型为bad_alloc的异常，然而也可以改变使用new的方式来阻止其抛出异常，如写成“int *p = new (nothrow) int;”，这样的话如果申请内存失败则会返回一个NULL（空指针）。

  6. 所需大小声明不同。Must specify the size required in bytes when using malloc，使用malloc必须指明所需要分配空间的字节大小；Are called with Type-ID (compiler calculates the size) when using new，使用new时只需要申明类型就行了，字节大小由编译器自动计算。

  7. 对数组的处理不同。Allocating array requires manual calculation of space when using malloc，当使用malloc的时候需要人为指定所需空间的大小；Has a version explicitly to handle arrays when using new，new针对数组的内存申请有特殊的写法，比如“int *pia = new int[10];”返回指向第一个int的指针pia。

  8. 当重新分配更大的空间时表现不同。Reallocating larger chunk of memory simple (No copy constructor to worry about) when using malloc，使用malloc重新分配更大的内存空间是很简单，不需要考虑拷贝构造函数的影响（因为malloc是底层的，不涉及拷贝构造函数）；Reallocating (to get more space) not handled intuitively (because of copy constructor) when using new，new则会由于拷贝构造函数的存在而不能直观处理。

  9. 调用关系不同。new/delete 有可能调用malloc/free函数，调不调用由接口定义，而malloc/free则不会调用new/delete，这很好理解。

  10. C++中new/delete 可以新增一个内存分配器来处理低可用内存（’set_new_handler’），而malloc/free则没办法处理底可用内存的情况。

  11. new/delete操作符可以被重载，而malloc/free不可以。

  12. new/delete创建/销毁对象时会调用类的构造函数/析构函数。

stack overflow 中还用到了一个比对的表格，在此将其贴上：

对照图

参考资料
1.stack overflow中的关于两者不同点的回答，链接如下：
https://stackoverflow.com/questions/240212/what-is-the-difference-between-new-delete-and-malloc-free

2.Primer c++书籍

ardupilot C++堆和栈
陌城烟雨
10-04 721
目录 文章目录目录摘要1.new 和 delete 运算符2.数组的动态内存分配 摘要 了解动态内存在 C++ 中是如何工作的是成为一名合格的 C++ 程序员必不可少的。C++ 程序中的内存分为两个部分： 栈：在函数内部声明的所有变量都将占用栈内存。 堆：这是程序中未使用的内存，在程序运行时可用于动态分配内存。 很多时候，您无法提前预知需要多少内存来存储某个定义变量中的特定信息，所需内存的...
【C++面试题】malloc和new delete和delete[]
Ape's IT Blog
02-02 1092
malloc是 C 标准库中的函数，底层依赖于操作系统的内存管理机制（如brksbrk或mmap），主要用于分配原始内存块。new是 C++ 中的操作符，底层通常调用malloc来分配内存，并自动调用对象的构造函数来初始化对象。两者在内存分配和管理上有相似之处，但new提供了更高层次的功能，特别是在对象构造和异常处理方面。在 C++ 中，delete和delete[]是用于释放动态分配内存的操作符，但它们的行为和用途有所不同。
C++中 new/delete 和 malloc/free 的区别
木偶不哭不笑的博客
03-07 562
以下内容源自 What is the difference between new/delete and malloc/free? What is the difference between new/delete and malloc/free? new/delete Allocate/release memory Memory allocated from ‘Free Store’ Ret...
new/delete与malloc
wyy_csdn博客
03-20 218
new/delete(堆内存) new和delete是c++的运算符，不是函数，因此执行效率高 new/delete会分配内存且调用构造析构函数，说明new会初始化对象 指针变量=new 类型(常量);//从堆分配一块“类型大小的存储空间返回首地址” delete 指针变量; 指针变量=new 类型[常量]; delete[] 指针变量; 虽然为了与C语言兼...
new、delete、malloc、free关系
slfkj的博客
05-07 651
new,delete是c++的运算符。它们用于申请动态内存和释放内存，对象在创建时会自动执行构造函数，在消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够将执行构造函数和析构函数的任务强行加给malloc/free,因此C++需要一个完成内存分配和和初始化工作的运算符new,以及完成内存清理与释放的操作符delete,注意new/delete...
new 、 delete 、 malloc 、 free 关系
angke1180的博客
07-18 279
1.new 、 delete 、 malloc 、 free 关系 delete 会调用对象的析构函数 , 和 new 对应, free 只会释放内存， new 调用构造函数。 malloc 与 free 是 C++/C 语言的标准库函数， new/delete 是 C++ 的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。对于非内部数据类型的对象而言，光用 maloc/free 无法满足...
C++ new和delete malloc和free详解
追梦_1394270543的博客
03-31 543
先说一下两者的区别 1.属性 new/delete是C++关键字，需要编译器支持 malloc/free是库函数，需要头文件支持 2.参数 使用new申请内存空间时无需指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算；而malloc则需要显式的指出所需内存的尺寸 3.返回类型 new申请成功时返回与对象类型相同的指针，无须进行类型转换；而malloc内存分配成功时返回void * ,需要通过强制类型...
new，delete，malloc，free的关系
zq9955的博客
12-29 1053
delete的调用对象是析构函数释放内存 new 对应free,new调用构造函数，创建内存空间 malloc与free是C++/C语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符它们都可以动态的分配内存和释放内存。 对于非内部函数数据类型的对象而言，光使用malloc和free是无法满足动态对象的要求。 对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在消亡之前要自动执行析构函数 由于malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器的控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc
从delete\delete[]说起到malloc底层实现
changxm11的专栏
09-19 329
delete, delete[] malloc底层实现
new和delete，malloc和free
GoodLinGL的博客
03-09 472
一、申请内存 new ：内存分配成功，返回该对象类型的指针；分配失败，抛出 bac_alloc 异常。 malloc ：成功申请到内存，返回指向该内存的指针；分配失败，返回 NULL 指针。 在使用的时候 new、delete 搭配使用，malloc、free 搭配使用。 二、释放内存 delete执行过程： 首先执行该对象所属类的析构函数； 进而通过调用 operator delete 的标准库函数来释放所占的内存空间。 delete 和 delete [] 的区别： delete 用来释放单个
new、delete和malloc、free详解与混用问题
凡辰道
08-13 6952
以前看到的资料都说，new和delete、new[]和delete[]、malloc和free，必须配套使用，不应该混用。 然而我最近遇到一些相关的问题，因此不得不探究一下，混用了会怎么样呢？ 其实要想知道能不能混用，问题在于：他们有什么区别？ 其实很简单： malloc只负责分配内存，free只负责释放内存。 new在分配内存的同时，还会调用构造函数；delete在释放内存的同时还会调用析构函...
new、delete与malloc、free的区别，内在实现。
JACKSONMHLK的博客
03-05 1714
new、delete与malloc、free的区别；以及new与new[]，delete，delete[]的区别。
【C++入门】malloc、new与free、delete的区别
量变产生质变
06-25 768
目录
C++ 中自主内存管理 new/delete 与 malloc/free 完全详解
qq_36812406的博客
04-29 721
项目说明1new和delete要成对使用2new[]和delete[]要成对使用不是 delete！！！3不要混用malloc和delete，或new和free严重错误！4避免内存泄漏：申请的内存必须释放，否则内存泄漏5申请后立即检查返回值malloc返回 NULL，new可以捕捉异常6构造/析构问题malloc不负责对象构造，new是7自定义 new/delete：可以通过重载控制内存分配策略（如内存池优化）8异常安全：尽量使用智能指针（如）避免手动管理内存错误。
malloc、free 和 new、delete 的区别
qq_40135848的博客
06-20 890
malloc、free 和 new、delete 的区别
【C++课程学习】：new和delete为什么要配套使用，new，delete和malloc，free的比较
路虽远，行则将至！事虽难，做则必成！
07-11 6105
在自定义这个层面，new和malloc的区别就不止有new可以进行初始化，还有new会主动调用构造函数，delete会调用析构函数。free(p2);return 0;3.原理：⌚️new的原理：1.operator new函数申请空间2.在申请的空间上调用构造函数。⌚️delete的原理：1.执行析构函数对对象中的资源进行清理。
面试题：new/delete与malloc/free的区别与联系？
changyi9995的博客
08-27 1420
1.malloc/free为C的标准库函数，函数原型为： void* malloc(size_t size)//参数代表字节个数 void free(void* pointer)//参数代表内存地址 new、delete则为C++的操作运算符，它调用的分别为赋值运算符重载operator new()和operator delete()； 2.在使用上，malloc/free如下： 用malloc分别开辟了1个和4个整型大小的空间和并free释放它们; void func() { //开辟一个空间 i
malloc 和 delete的区别
10-28 1305
概述： malloc与free是C++/C语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。 区别： 1). malloc是C++/C语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符。 2). 对非内部数据类型的对象而言，malloc不能完成对象的初始化，new能够完成对象的初始化 3. 内存泄漏对于malloc或者new都可以检查出
6， new/delete和malloc/free的区别，为什么有了malloc / free 还需要new / delete?
最新发布
06-19
<think>我们正在讨论C++中new/delete与malloc/free的区别以及为什么需要new/delete。首先，需要明确的是，new和delete是C++的运算符，而malloc和free是C标准库函数。主要区别如下：1.类型安全：new在分配内存时返回指定类型的指针，而malloc返回void*，需要显式类型转换。2.构造与析构：new会调用对象的构造函数，delete会调用析构函数。而malloc/free只负责内存分配和释放，不调用构造和析构。3.内存分配失败处理：new在分配失败时会抛出std::bad_alloc异常，而malloc失败时返回NULL。4.内存大小计算：使用new时编译器会自动计算所需内存大小，而malloc需要手动计算（如使用sizeof）。5.重载：C++允许重载new和delete运算符，而malloc/free不能重载。6.初始化：new可以初始化对象（如使用newint(5)初始化整数为5），而malloc分配的内存是未初始化的。7.重新分配：malloc可以使用realloc重新调整已分配内存的大小，而new没有类似的机制（需要手动实现）。为什么需要new/delete？在C++中，对象不仅有内存分配的需求，还有构造和析构的需求。使用new/delete可以确保在分配内存的同时调用构造函数进行初始化，在释放内存之前调用析构函数进行清理。这是C++面向对象特性的重要支持。下面我们详细说明：一、类型安全使用new分配内存：int*p=newint;//返回int*类型使用malloc：int*p=(int*)malloc(sizeof(int));//需要强制转换，且容易遗漏sizeof二、构造和析构考虑一个类：classMyClass{public:MyClass(){/*构造函数*/}~MyClass(){/*析构函数*/}};使用new/delete：MyClass*obj=newMyClass;//调用构造函数deleteobj;//调用析构函数使用malloc/free：MyClass*obj=(MyClass*)malloc(sizeof(MyClass));//不调用构造函数free(obj);//不调用析构函数这样，如果类中有动态分配的内存或资源（如文件句柄），使用malloc/free会导致资源泄漏，因为构造函数和析构函数没有被调用。三、异常处理使用new时，如果内存不足，会抛出异常，我们可以用try-catch捕获。而malloc需要检查返回值。四、自定义管理new/delete可以重载，从而允许自定义内存管理策略（如使用内存池）。五、数组分配new支持数组分配，并会为每个元素调用构造函数：MyClass*arr=newMyClass[10];使用delete[]释放，会为每个元素调用析构函数。malloc则无法做到这一点。六、初始化对于内置类型，new可以初始化：int*p=newint(10);//初始化为10malloc分配的内存需要手动初始化。因此，在C++中，对于类类型的对象，必须使用new/delete。对于非类类型（如基本类型或POD结构），虽然可以使用malloc/free，但为了代码的一致性和安全性，通常也推荐使用new/delete。注意：new/delete和malloc/free不能混用。例如，用malloc分配的内存不能用delete释放，用new分配的内存也不能用free释放，否则可能导致未定义行为。总结：new/delete是C++中管理动态内存和对象生命周期的运算符，它们提供了类型安全、自动构造和析构、异常安全等特性，是C++面向对象编程不可或缺的部分。下面生成相关问题：</think>### C++中`new/delete`与`malloc/free`的区别及必要性 #### 1. **核心区别** | **特性** | **`new/delete`** | **`malloc/free`** | |----------------------|--------------------------------------|-----------------------------------| | **语言归属** | C++运算符 | C标准库函数 | | **类型安全** | 自动推导类型（无需`sizeof`或强制转换）| 返回`void*`（需手动类型转换） | | **构造/析构函数** | ✅ 调用构造函数和析构函数 | ❌ 仅分配/释放内存 | | **内存初始化** | ✅ 可初始化（如`new int(5)`） | ❌ 分配未初始化的内存 | | **失败处理** | 抛出`std::bad_alloc`异常 | 返回`NULL` | | **重载支持** | ✅ 可重载运算符 | ❌ 不可重载 | | **内存大小计算** | 编译器自动计算 | 需手动指定（如`sizeof(int)*n`） | #### 2. **必要性分析** - **对象生命周期管理** `new`在分配内存后调用构造函数初始化对象，`delete`在释放内存前调用析构函数清理资源（如释放内部指针、关闭文件等）。 而`malloc/free`仅操作原始内存，不涉及对象构造/析构，**易导致资源泄漏**。 **示例**： ```cpp class Resource { int* data; public: Resource() { data = new int[100]; } // 构造函数分配资源 ~Resource() { delete[] data; } // 析构函数释放资源 }; // 错误用法：malloc不会调用构造函数 → data未初始化 Resource* r1 = (Resource*)malloc(sizeof(Resource)); free(r1); // 析构函数未被调用 → 内存泄漏！ // 正确用法：new调用构造函数，delete调用析构函数 Resource* r2 = new Resource(); delete r2; // 安全释放 ``` - **类型安全** `new`返回精确类型指针，避免类型错误： ```cpp int* p1 = new int; // 类型正确 int* p2 = (int*)malloc(sizeof(int)); // 需手动转换 ``` - **异常安全** `new`的异常机制符合C++ RAII（资源获取即初始化）原则，可与`try-catch`集成： ```cpp try { int* p = new int[10000000000]; // 失败时抛出异常 } catch (const std::bad_alloc& e) { // 异常处理 } ``` - **与C++特性集成** `new/delete`支持**数组分配**（`new[]/delete[]`）、**自定义分配器**、**放置`new`** 等高级特性，而`malloc/free`无法实现。 #### 3. **混合使用的风险** **绝对禁止混用**！ - `malloc`分配 + `delete`释放 → **未调用析构函数** → 资源泄漏 - `new`分配 + `free`释放 → **未调用析构函数** → 资源泄漏 + **未定义行为** ```cpp std::string* s = new std::string("Hello"); free(s); // 错误！未调用~string() → 内部动态内存泄漏 ``` #### 4. **何时使用`malloc/free`？** - 仅需处理**原始内存**（如底层内存池） - 与C语言库交互时（如`fopen`返回的`FILE*`需用`free`释放） - **POD类型（Plain Old Data）** 且无构造/析构需求时（但`new/delete`仍更安全） > 总结：`new/delete`是C++面向对象内存管理的核心机制，提供类型安全、完整的对象生命周期管理及异常安全。在C++代码中应优先使用`new/delete`，仅在特定场景（如与C交互）才考虑`malloc/free`[^1]。 --- ### 相关问题 1. 如何为自定义类重载`new`和`delete`运算符？ 2. C++中`delete`和`delete[]`的区别是什么？混用会导致什么问题？ 3. 什么是**放置`new`（placement new）**？它有哪些应用场景？ 4. C++11的智能指针（如`unique_ptr`、`shared_ptr`）如何替代`new/delete`？ [^1]: C开发者通常因模板和函数重载对C++持谨慎态度，更倾向于使用指针运算和过程式编程（如`malloc/free`），但C++的`new/delete`为面向对象提供了必要的安全保障。
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