new和malloc的区别与联系

我们都知道new和malloc都可以用来申请空间，但为什么有了malloc/free为什么还要new/delete？如果new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么C++不把malloc/free淘汰出局呢？这些将是我接下来要讨论的问题。。。

首先，我们先来了解一下new和malloc之间的区别：

• 属性方面

  new/delete作为C++关键字，需要编译器支持。malloc/free属于库函数，需要头文件(stdlib.h)支持。

• 参数方面

  new申请内存无需指定内存大小，编译器会根据类型信息自行计算。除此之外，new会调用构造函数。

  malloc必须由我们计算需要申请的字节数，需要指出所需内存的尺寸，并且返回后强行转换为实际类型的指针。而且malloc只管分配内存，并不能对所得的内存进行初始化，所以得到的一片新内存中，其值是随机的。

• 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*指针转换成我们需要的类型。

• 分配失败方面

  new内存分配失败的时候，抛出bad_ alloc异常 ；malloc分配内存失败时返回NULL。

• 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。

• 重载

  C++允许重载new/delete操作符,而malloc是库函数不允许重载。

• 内存区域方面

  new在自由储存区分配内存，malloc在堆上分配内存。

  自由存储区（free store）是C++中通过new和delete动态分配和释放对象的抽象概念(逻辑概念)，通过new来申请的内存区域可称为自由存储区，通过delete归还内存。

  堆是操作系统所维护的一块特殊内存，是一个物理概念，它提供了动态分配的功能，当运行程序调用malloc()时就会从中分配，调用free()归还内存。

• 效率方面

  对于new和delete，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/free。所以说new的效率高于malloc。

最后我们再来解决一下开头提到的问题：

• 有了malloc/free为什么还要new/delete？

  因为C++语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete，讲究一个效率。对于内部数据类型的“对象”没有构造与析构的过程，对它们而言malloc/free和new/delete是等价的。但对于非内部数据类型（需要用户自己定义），new和malloc的区别就显而易见。

• 既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么C++不把malloc/free淘汰出局呢？

  C++程序经常要调用C函数，而C程序只能用malloc/free管理动态内存。

  如果用free释放“new创建的动态对象”，那么该对象因无法执行析构函数而可能导致程序出错。如果用delete释放“malloc申请的动态内存”，结果也会导致程序出错。所以new/delete必须配对使用，malloc/free也一样。