前言

new與malloc的區別，這是個老生常談的問題。關於new與malloc的區別實際上很多。前面沒時間去整理。今天花了點時間整理下這個問題。

申請的內存所在位置

new操作符從自由存儲區（free store）上為對象動態分配內存空間，而malloc函數從堆上動態分配內存。自由存儲區是C++基於new操作符的一個抽象概念，凡是通過new操作符進行內存申請，該內存即為自由存儲區。而堆是操作系統中的術語，是操作系統所維護的一塊特殊內存，用於程序的內存動態分配，C語言使用malloc從堆上分配內存，使用free釋放已分配的對應內存。那麼自由存儲區是否能夠是堆（問題等價於new是否能在堆上動態分配內存），這取決於operator new 的實現細節。自由存儲區不僅可以是堆，還可以是靜態存儲區，這都看operator new在哪裡為對象分配內存。特別的，new甚至可以不為對象分配內存！定位new的功能可以辦到這一點：new (place_address) type 。可以寫出這樣的代碼。

斷點測試後，跟蹤變量的值，可以看到：其實是同一段內存重新分配。

值得注意的是：place_address為一個指針，代表一塊內存的地址。當使用上面這種僅以一個地址調用new操作符時，new操作符調用特殊的operator new，也就是這個版本：void * operator new (size_t,void *) //不允許重定義這個版本的operator new，這個operator new

返回類型安全性

new操作符內存分配成功時，返回的是對象類型的指針，類型嚴格與對象匹配，無須進行類型轉換，故new是符合類型安全

內存分配失敗時的返回值

new內存分配失敗時，會拋出bac_alloc異常，它不會返回NULL；malloc分配內存失敗時返回NULL。在使用C語言時，我們習慣在malloc分配內存後判斷分配是否成功：

但是C++這樣做一點意義也沒有，因為new根本不會返回NULL，而且程序能夠執行到if語句已經說明內存分配成功了，如果失敗早就拋異常了。正確的做法應該是使用異常機制：

是否需要指定內存大小

使用new操作符申請內存分配時無須指定內存塊的大小，編譯器會根據類型信息自行計算，而malloc則需要顯式地指出所需內存的尺寸。

class A{...}

A * ptr = new A;

A * ptr = (A *)malloc(sizeof(A)); //需要顯式指定所需內存大小sizeof(A);

當然了，我這裡使用malloc來為我們自定義類型分配內存是不怎麼合適的。

是否調用構造函數/析構函數

new/delete會調用對象的構造函數/析構函數以完成對象的構造/析構。而malloc則不會。

在return處設置斷點，觀看ptr所指內存的內容：

可以看出A的默認構造函數並沒有被調用，因為數據成員a,b的值並沒有得到初始化，這也是上面我為什麼說使用malloc/free來處理C++的自定義類型不合適，其實不止自定義類型，標準庫中凡是需要構造/析構的類型通通不合適。而使用new來分配對象時： A * ptr = new A;

查看程序生成的彙編代碼可以發現，A的默認構造函數被調用了：

對數組的處理

C++提供了new[]與delete[]來專門處理數組類型:A * ptr = new A[10];//分配10個A對象

使用new[]分配的內存必須使用delete[]進行釋放： delete [] ptr;

new對數組的支持體現在它會分別調用構造函數函數初始化每一個數組元素，釋放對象時為每個對象調用析構函數。注意delete[]要與new[]配套使用，不然會找出數組對象部分釋放的現象，造成內存洩漏。

至於malloc，它並知道你在這塊內存上要放的數組還是啥別的東西，反正它就給你一塊原始的內存，在給你個內存的地址就完事。所以如果要動態分配一個數組的內存，還需要我們手動自定數組的大小：int * ptr = (int *) malloc( sizeof(int)* 10 );//分配一個10個int元素的數組

能夠直觀地重新分配內存

使用malloc分配的內存後，如果在使用過程中發現內存不足，可以使用realloc函數進行內存重新分配實現內存的擴充。realloc先判斷當前的指針所指內存是否有足夠的連續空間，如果有，原地擴大可分配的內存地址，並且返回原來的地址指針；如果空間不夠，先按照新指定的大小分配空間，將原有數據從頭到尾拷貝到新分配的內存區域，而後釋放原來的內存區域。

new沒有這樣直觀的配套設施來擴充內存。

new與malloc是否可以相互調用

operator new /operator delete的實現可以基於malloc，而malloc的實現不可以去調用new。下面是編寫operator new /operator delete 的一種簡單方式，其他版本也與之類似：

總結

malloc給你的就好像一塊原始的土地，你要種什麼需要自己在土地上來播種。

而new幫你劃好了田地的分塊（數組），幫你播了種（構造函數），還提供其他的設施給你使用:。

當然，malloc並不是說比不上new，它們各自有適用的地方。在C++這種偏重OOP的語言，使用new/delete自然是更合適的。

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