c++ new和malloc区别_c++动态内存分配详解

new调用构造函数而malloc只分配原始内存；delete与free不可混用；new默认抛异常，malloc返回nullptr；placement new可配合malloc实现就地构造。

new 和 malloc 的底层行为差异

根本区别不在“谁更高级”，而在于 new 是 c++ 运算符，会调用构造函数；malloc 是 C 函数，只分配原始内存，不触发任何对象初始化。

这意味着：用 malloc 分配 std::String 或自定义类对象的内存，得到的是未构造的垃圾内存；后续直接访问成员或调用方法会崩溃或未定义行为。

• new int[10] → 分配 10 个 int 并逐个调用默认构造（对内置类型无实际动作）
• malloc(10 * sizeof(int)) → 只返回一块未初始化的、长度为 40 字节（假设 int 为 4 字节）的裸内存指针
• 若分配 std::vector 数组：new std::vector[5] 会正确调用 5 次默认构造；malloc(5 * sizeof(std::vector)) 得到 5 个未构造对象，此时不能调用 push_back、size() 等任何成员函数

delete 和 free 不能混用

这是运行时高危错误。C++ 标准明确禁止用 free() 释放 new 出来的内存，反之亦然 —— 因为它们可能使用完全不同的堆管理机制和元数据结构。

典型表现是程序在 free() 或 delete 时直接 abort，或在后续某次 malloc/new 中触发 heap corruption 报错（如 glibc 的 *** Error in `./a.out': free(): invalid pointer）。

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• 用 new 分配 → 必须用 delete（单个对象）或 delete[]（数组）释放
• 用 malloc/calloc/realloc 分配 → 必须用 free() 释放
• new 和 malloc 返回的指针值虽都是地址，但语义不同，编译器/运行时不会帮你自动转换或校验

异常安全性与失败处理方式不同

new 默认抛出 std::bad_alloc 异常；malloc 失败则返回 nullptr。这直接影响错误处理路径的设计。

如果你禁用了异常（如编译时加 -fno-exceptions），new 会改用 std::nothrow 版本（需显式写成 new (std::nothrow) T），此时才返回 nullptr —— 但这是非常规用法，且仍不等价于 malloc。

• 写 int* p = new int[1000000]; 后，不检查异常就直接用 p → 可能 crash（若没捕获 bad_alloc）
• 写 int* p = (int*)malloc(1000000 * sizeof(int)); 后，必须手动判空：if (!p) { /* handle error */ }
• 现代 C++ 更推荐用 std::vector 或 std::unique_ptr，它们内部已封装了异常安全的内存管理逻辑

placement new 是唯一能和 malloc 配合使用的 new 形式

当你已经用 malloc 拿到一块原始内存，并希望在其上构造对象（即“就地构造”），必须用 placement new，而不是普通 new。

它不分配内存，只调用构造函数。对应地，你也不能用 delete 销毁它，而要显式调用析构函数，再用 free 释放内存。

void* raw = malloc(sizeof(std::string)); std::string* s = new(raw) std::string("hello"); // placement new s->~string(); // 显式析构 free(raw); // 再释放原始内存

• 漏掉 s->~string() → 析构函数不执行，std::string 内部持有的堆内存泄漏
• 误写成 delete s; → 会尝试释放 raw 地址，但该地址不是 new 分配的，触发未定义行为
• 这种模式极少在业务代码中出现，常见于内存池、自定义容器或嵌入式系统对内存布局有强控需求的场景

C++ 动态内存真正的复杂点不在语法，而在对象生命周期与内存生命周期的耦合程度——new/delete 把两者绑死，malloc/free 则完全解耦，用错一个环节就会导致不可预测的行为。