malloc/free 和 new/delete 详解

C语言提供了malloc和free两个系统函数，完成对堆内存的申请和释放。而C++则提供了两个关键字new和delete；
malloc/free 和 new/delete配对使用，避免内存泄漏和多重释放。应避免交叉使用，比如malloc申请空间delete释放，new出的空间被free，因为delete对象的时候会调用析构函数，free不会，另外new/delete类对象时会调用operator new/delete函数。对于基本类型数据的申请和释放两者可以交叉使用，编译器不会报错。但对于自定义类型数据，如类对象申请和释放，交叉使用编译器会报错。

int *p = new int;
free(p);
cout << "成功释放" << endl;
return 0;
// 成功执行，编译时和运行时不会报错

class MyClass
{
private:
    int a = 99;
};

int main()
{
    int *p = new MyClass;
    free(p);
    cout << "成功释放" << endl;
    return 0;
}
// 编译错误

new/delete 主要是用在类对象的申请和释放。申请的时候会调用构造器完成初始化，释放的时候，会调用析构器完成内存清理。

new/new[] 用法和delete/delete[] 用法

//开辟单地址空间
int *p = new int;  //开辟大小为sizeof(int)空间
int *q = new int(5); //开辟大小为sizeof(int)的空间，并初始化为5。
//开辟数组空间
//一维
int *a = new int[100]{0};//开辟大小为100的整型数组空间，并初始化为0。
//二维
int (*a)[6] = new int[5][6];
//三维
int (*a)[5][6] = new int[3][5][6];
//四维及以上以此类推。


//释放单个int空间
int *a = new int;
delete a;
//释放int数组空间
int *b = new int[5];
delete []b; 

new和malloc的多维度区别

1. 属性：new和delete是C++关键字，需要编译器支持；malloc和free是库函数，需要头文件支持。

2. 参数：使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算。而malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。

3. 返回类型：new操作符内存分配成功时，返回的是对象类型的指针，类型严格与对象匹配，无须进行类型转换，故new是符合类型安全性的操作符。而malloc内存分配成功则是返回void * ，需要通过强制类型转换将void*指针转换成需要的类型。

4. 自定义类型：new会先调用operator new函数，申请足够的内存（通常底层使用malloc实现）。然后调用类型的构造函数，初始化成员变量，最后返回自定义类型指针。delete先调用析构函数，然后调用operator delete函数释放内存（通常底层使用free实现）。malloc/free是库函数，只能动态的申请和释放内存，无法强制要求其做自定义类型对象构造和析构工作。C++允许自定义operator new 和 operator delete 函数控制动态内存的分配。

5. 分配失败：new内存分配失败时，会抛出bac_alloc异常。malloc分配内存失败时返回NULL。

6. 内存泄漏：内存泄漏对于new和malloc都能检测出来，而new可以指明是哪个文件的哪一行，malloc确不可以。

参考： https://blog.youkuaiyun.com/nyist_zxp/article/details/80810742