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c++ new和malloc区别_c++动态内存分配详解

尼克

尼克

发布时间:2026-01-03 16:03:33

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来源于php中文网

原创

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。

c++ new和malloc区别_c++动态内存分配详解

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_backsize() 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()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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  • new 分配 → 必须用 delete(单个对象)或 delete[](数组)释放
  • malloc/calloc/realloc 分配 → 必须用 free() 释放
  • newmalloc 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。

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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

  • 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
  • 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::vectorstd::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。

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