new/delete 及 malloc/free 的相关知识

1、new 与malloc申请内存区别

首先我们需要了解堆与栈的概念。区分堆内存与栈内存的区别以及堆与栈访问速度的差异的原因。

1.属性：

new/delete是C++关键字，需要编译器支持。malloc/free是库函数，需要头文件支持。

2.参数：

使用new 操作副申请内存分配时无须制定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算。而malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。

3.返回类型：

new操作符内存分配成功时，返回的时对象类型的指针，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。

malloc分配成功则是返回voidm需要通过强制类型转换将void指针转换为我们需要的类型。

4.分配失败：

new内存分配失败时，会抛出bac_alloc异常，malloc分配内存失败时返回NULL。

5.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，最后返回自定义类析构指针。delete线调用析构函数，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，智能动态的申请和释放内存，无法强制要求其左自定义类型对象构造和析构工作。

6.重载：

C++允许重载new /delete操作符，特别时，布局new的就不需要为对象分配内存，而是制定了一个地址作为内存起始区域，new再这段内存上为对象调用构造函数完成初始化工作，并返回此地址。而malloc不允许重载。

7.内存区域：

new操作符从自由存储区（free store）上为对象动态分配内存空间，而malloc函数从堆上动态分配内存。自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念，凡是通过new操作符进行内存申请，该内存即为自由存储区。而堆是操作系统中的术语，是操作系统所维护的一块特殊内存，用于程序的内存动态分配，C语言使用malloc从堆上分配内存，使用free释放已分配的对应内存。自由存储区不等于堆，如上所述，布局new就可以不位于堆中。

8.C++内存管理方式：

堆、栈、自由存储区、全局\静态存储区、常量存储区
自由存储区，就是那些由malloc等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用free来结束自己的生命的。
自由存储区//堆：free 和malloc用在堆上，有些编译器中new和delete用的是free和malloc去申请的内存在堆上，但是如果通过重载操作符，改变其他内存实现自由存储，例如全局变量做的对象池，这时自由存储区就区别于堆了。堆与自由存储区并不完全等价。

2、delete 实现原理，delete 和 delete[] 的区别？

我们通常从教科书上看到这样的说明：

delete 释放new分配的单个对象指针指向的内存
delete[] 释放new分配的对象数组指针指向的内存

那么，按照教科书的理解，我们看下下面的代码：

int *a = new int[10];
delete a;        //方式1
delete [] a;     //方式2

肯定会有很多人说方式1肯定存在内存泄漏，是这样吗？ 要分情况讨论：

(1).针对简单类型，使用new分配后的不管是数组还是非数组形式内存空间用两种方式均可如：

int *a = new int[10];
delete a;
delete [] a;

此种情况中的释放效果相同，原因在于：分配简单类型内存时，内存大小已经确定，系统可以记忆并且进行管理，在析构时，系统并不会调用析构函数，它直接通过指针可以获取实际分配的内存空间，哪怕是一个数组内存空间(在分配过程中系统会记录分配内存的大小等信息，此信息保存在结构体_CrtMemBlockHeader中。

(2).针对类Class，两种方式体现出具体差异

当你通过下列方式分配一个类对象数组：

 class A
   {
    
    
   private:
      char *m_cBuffer;
      int m_nLen;
   public:
      A(){
    
     m_cBuffer = new char[m_nLen]; }
      ~A() {
    
     delete [] m_cBuffer; }
   };
   A *a = new A[10];
   delete a;

delete a; //仅释放了a指针指向的全部内存空间但是只调用了a[0]对象的析构函数剩下的从a[1]到a[9]这9个用户自行分配的m_cBuffer对应内存空间将不能释放从而造成内存泄漏
delete [] a; //调用使用类对象的析构函数释放用户自己分配内存空间并且释放了a指针指向的全部内存空间