【转】细说new与malloc的10点区别

1、申请的内存所在位置

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。

那么自由存储区是否能够是堆（问题等价于new是否能在堆上动态分配内存），这取决于operator new的实现细节。自由存储区不仅可以是堆，还可以是静态存储区，这都看operator new在哪里为对象分配内存。

特别的，new甚至可以不为对象分配内存！定义new的功能可以办到这一点：

new (place_address) type

 place_address为一个指针，代表一块内存的地址。当使用上面这种仅以一个地址调用new操作符时，new操作符调用特殊的operator new，也就是下面这个版本：

void * oparator new (size_t, void *)//不允许重定义这个版本的operator new

这个operator new不分配任何的内存，它只是简单地返回指针实参，然后右new表达式负责在place_address指定的地址进行对象的初始化工作。

2、返回类型安全性

new操作符内存分配成功后时，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。

类型安全很大程度上可以等价于内存安全，类型安全的代码不会试图访问自己没被授权的内存区域。关于C++的类型安全性可说的又有很多了。

3、内存分配失败时的返回值

new内存分配失败时，会抛出bac_alloc异常，它不会返回NULL；malloc分配内存失败时，返回NULL。在使用C语言时，我们习惯在malloc分配内存后判断分配是否成功：

int *a = (int*) malloc (sizeof(int));
if(NULL == a)
{
    ...
}
else
{
    ....
}

从C语言走入C++阵营的新手可能会把这个习惯带入C++：

int *a = new int();
if(NULL == a)
{
    ...
}
else
{
    ...
}

实际上，这样做一点意义也没有，因为new根本不会返回NULL，而且程序能够执行到if语句已经说明内存分配成功了，如果失败早就抛出异常了。正确的做法应该是使用异常机制：

try{
    int *a = new int();
}

catch(bad_alloc)
{
    ...
}

4、是否需要指定内存大小

使用new操作符申请内存分配时，无须指定内存块的大小，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。

当然了，我这里使用malloc来为我们自定义类型分配内存是不怎么合适的，请看下一条。

class A{
    ...
};

A *ptr = new A;
A *ptr = (A *)malloc(sizeof(A));    //需要显式地制定所需内存大小sizeof(A)

5、是否调用构造函数/析构函数

使用new操作符来分配对象内存时，会经历三个步骤：

1）第一步：调用operator new函数（对于数组是operator new[ ]）分配一块足够大的，原始的，未命名的内存空间以便存储特定类型的对象。

2）第二步：编译器运行相应的构造函数以构造对象，并为其传入初值。

3）第三步：对象构造完成后，返回一个指向该对象指针。

使用delete操作符来释放对象内存时，会经历两个步骤：

1）第一步：调用对象的析构函数。

2）第二步：编译器调用opetator delete（或operator delete[ ]）函数释放内存空间。

总之来说，new/delete会调用对象的构造函数/析构函数以完成对象的构造/析构。而malloc则不会。

6、对数组的处理

C++提供了new[ ]与delete [ ]来专门处理数组类型

A *ptr = new A[];//分配10个对象

使用new[ ]分配的内存必须使用delete [ ]进行释放：

delete [] ptr;

new对数组的支持体现在它会分别调用构造函数初始化每一个数组元素，释放对象时，为每个对象调用析构函数。注意delete [ ]要与new[ ]配套使用，不然会出现数组对象部分未被释放的现象，造成内存泄漏。

至于malloc，它并不知道你在这块内存上要放的是数组还是啥别的东西，反正它就给你一块原始的内存，再给你个内存的地址就完事。所以如果要动态分配一个数组的内存，还需要我们手动指定数组的大小：

int *ptr = (int*) malloc (sizeof(int) * );//分配一个10个int元素的数组

7、new与malloc是否可以相互调用

operator new /operator delete的实现可以基于malloc，而malloc的实现不可以去调用new。下面是编写operator new /operator delete的一种简单方式，其它版本也与之类似：

void *operator new (size_t size)
{
    if(void* mem = malloc(size))
        return mem;
    else
        throw bad_alloc();
}

void operator delete (void *mem) noexcept
{
    free(mem);
}

8、是否可以被重载

operator new /operator delete可以被重载。malloc/free不允许重载。

9、能够直观地重新分配内存

使用malloc分配内存后，如果在使用过程中发现内存不足，可以使用realloc函数进行内存重新分配实现内存的扩充。realloc先判断当前的指针所指内存是否有足够的连续空间，如果有，原地扩大可分配的内存地址，并且返回原来的地址指针；如果空间不够，先按照新指定的大小分配空间，将原有数据从头到尾拷贝到新分配的内存区域，而后释放原来的内存区域。new没有这样直观的配套设施来扩充内存。

10、客户处理内存分配不足

在operator new抛出异常以反映一个未获得满足的需求之前，它会先调用一个用户指定的错误处理函数，这就是new_handler。new_handler是一个指针类型：

namespace std
{
    typedef void (*new_handler) ();
}

指向了一个没有参数没有返回值的函数，即为错误处理函数。为了指定错误处理函数，客户需要调用set_new_handler，这是一个标准库函数：

namespace std
{
    new_handler set_new_handler (new_handler p) throw();
}

set_new_handler的参数为new_handler指针，指向了operator new无法分配足够内存时该调用的函数。其返回值也是个指针，指向set_new_handler被调用前正在执行（但马上就要发生替换）的那个new_handler函数。

对于malloc，客户并不能够去编程决定内存不足以分配时要干什么事，只能看着malloc返回NULL。

总结：

将上面所述的10点差别整理成表格：

malloc给你的就好像一块原始的土地，你要种什么需要自己在土地上来播种。

而new帮你划好了田地的分块（数组），帮你播了种（构造函数），还提供其它的设施给你使用：

当然，malloc并不是说比不上new，它们各自有适用的地方。在C++这种偏重OOP的语言，使用new/delete自然是更合适的。

转自：《细说new与malloc的10点区别》