C++ 中 new 和 delete 详解，以及与 C 中 malloc 和 free 的区别

1. C++ 中 new 和 delete 的基本用法

在 C++ 中，new 和 delete 是用来动态分配和释放内存的关键字，它们是面向对象的替代方式，提供了比 C 语言更优雅的内存管理工具。

1.1 new 的使用

new 用于从堆中分配内存，并且自动调用对象的构造函数来初始化分配的内存。

int* p = new int;      // 分配一个整数
int* arr = new int[5]; // 分配一个整数数组class MyClass {
public:MyClass() { /* 构造函数 */ }
};MyClass* obj = new MyClass(); // 分配一个 MyClass 对象并调用构造函数

 1.2 delete 的使用

delete 用于释放由 new 分配的内存，并调用对象的析构函数来进行清理工作。

delete p;       // 释放单个整数的内存
delete[] arr;   // 释放数组内存delete obj;     // 释放 MyClass 对象的内存并调用析构函数

delete 和 delete[] 是不同的操作符，delete[] 主要用于释放数组的内存

2. C 语言中的 malloc 和 free 的基本用法

2.1 malloc 的使用malloc - C++ Reference (cplusplus.com)

malloc  函数用于从堆中分配一块连续的内存，返回指向这块内存的指针。

int* p = (int*)malloc(sizeof(int));    // 分配一个整数大小的内存
int* arr = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); // 分配一个大小为5的整数数组

2.2 free 的使用free - C++ Reference (cplusplus.com)

free 函数用于释放由 malloc 分配的内存。

free(p);  // 释放单个整数内存
free(arr); // 释放数组内存

需要注意的是，malloc 只分配内存，不会初始化内存中的内容，free 也不会执行析构函数之类的清理工作。

3. new/delete 和 malloc/free 的区别

 3.1 语法与功能上的区别

• new/delete 是运算符，而 malloc/free 是函数。

• new 会调用类的构造函数，delete 会调用析构函数

• malloc 和 free 仅仅分配和释放内存，不涉及对象初始化和清理。

3.2 类型安全

• new 不需要显式类型转换，因为它返回正确的类型指针。

• malloc 返回 void*，因此需要进行显式类型转换。

• // C++ 使用 new，类型转换是隐式的
  int* p = new int;// C 使用 malloc，需要显式转换
  int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
  

3.3⚠️⚠️⚠️内存分配失败的处理方式

• new 在内存分配失败时会抛出异常，可以捕获进行错误处理。

• malloc 在分配失败时返回 NULL，需要检查返回值来判断是否成功。

• try {int* p = new int[10000000000]; // 分配内存失败会抛出异常
  } catch (std::bad_alloc& e) {std::cerr << "Memory allocation failed: " << e.what() << std::endl;
  }int* p = (int*)malloc(10000000000 * sizeof(int));
  if (p == NULL) {printf("Memory allocation failed\n");
  }
  

  4，两种代码对比直接下拉

🌟🌟🌟 整数🌟🌟🌟

使用 new/delete：

int* p = new int(42); // 分配一个整数并初始化为42
std::cout << *p << std::endl; // 输出：42
delete p; // 释放内存

使用 malloc/free：

int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
*p = 42; // 初始化内存
printf("%d\n", *p); // 输出：42
free(p); // 释放内存

🌟🌟🌟数组 🌟🌟🌟

使用 new/delete[]：

int* arr = new int[5] {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < 5; ++i) {std::cout << arr[i] << " "; // 输出：1 2 3 4 5
}
delete[] arr; // 释放数组内存

 使用 malloc/free：

int* arr = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
for (int i = 0; i < 5; ++i) {arr[i] = i + 1;printf("%d ", arr[i]); // 输出：1 2 3 4 5
}
free(arr); // 释放数组内存

复盘🐂

• new/delete 是 C++ 专有的动态内存管理工具，它们不仅分配和释放内存，还会调用构造函数和析构函数，适合用于面向对象编程。

• malloc/free 是 C 语言中的动态内存管理函数，它们只负责分配和释放内存，不会进行对象的初始化和清理。

• new 具有类型安全性，而 malloc 需要显式类型转换。

• 在内存分配失败时，new 抛出异常，而 malloc 返回 NULL。

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我很喜欢雷军的一段话：我们就悄悄的干，就算失败了咱也不丢人。