new和malloc有什么区别

一、首先new是c++的的操作符，由编译器实现，可以直接用来分配对象或者数组，并且分配失败会抛出 std::bad_alloc 异常。 new表达式一共有三步： 1. 调用operator new库函数，分配未类型化的空间 ，用来保存指定类型的一个对象，而在operator new函数中，会 调用malloc函数 。 2. 运行该类型的构造函数来初始化对象 。 3. 返回指向对象的指针 然后new分配的对象需要使用delete来进行释放，delete会自动调用对象的析构函数 二、然后再来说malloc， malloc是一个C标准库的函数 ，它 只会分配原始内存，不调用构造函数 。返回类型是 void* ，需要强制类型转换为具体的指针类型。malloc分配的内存需要调用free来进行释放，free不会调用析构函数。malloc分配失败的时候只会返回空指针 malloc 具体的底层实现有两个分支， 当我们 开辟的空间小于128K的时候 ，是根据 brk函数 实现的，brk是将数据段的 最高地址指针edata往高地址推 ，但是这一步只是完成了虚拟地址的分配， 这块内存还是没有和物理页对应的 ，等到进程 第一次 读写A这块内存的时候，会发生 缺页中断 ，这个时候才会真正分配。 当我们开辟的空间大于 128K 的时候，是利用的 mmap系统调用 ，从 文件映射区中分配一块虚拟内存。而mmap分配的内存是可以单独释放的。 malloc() 在分配内存的时候， 会预分配更大的空间作为内存池 。 也就是说， 当我们调用brk()系统调用申请堆内存，仍然会为我们分配超过128KB字节的内存。即使你 malloc()的内存远小于128k也是一样。 为什么malloc要使用内存池来进行管理呢？ 提高效率：内存池预先分配一大块内存，然后在需要时从中分配小块，减少了频繁调用系统级别的内存分配开销（brk()\mmap()）「每次调用 sbrk 或 mmap 时， 程序需要从用户态切换到内核态，这个切换过程本身就有一定的开销 ；陷入内核态也涉及到了系统需要更新内存管理的数据结构，如页表和内存分配表，需要额外的时间；再一个，为了保证内存分配的线程安全，内核需要处理同步和锁管理，增加了开销」。 现在你还觉得每次调用malloc都会陷入内核态吗？ 减少了内存碎片，内存池通过组织和管理内存块，能更好地利用内存空间，减少内存碎片，提高内存使用率。 快速释放和重用，跟第一点一样，在池内管理，避免了系统调用的高开销。 看了malloc竟然开辟了内存池，你觉得free会把内存归还给操作系统吗？ 这里直接说结论： 通过 free 释放内存后，堆内存还是存在的，并没有归还给操作系统。当然，当进程退出后，操作系统就会回收进程的所有资源。 new 和 malloc 在C++中都用于动态内存分配，但它们之间有几个关键的区别：

1. 语法层面：
   • new 是C++的操作符，可以直接用来分配对象或数组。
   • malloc 是一个函数，通常需要包含头文件 ，并且只分配原始内存。
2. 类型安全：
   • new 是类型安全的，它会根据分配的对象类型进行正确的内存分配和构造函数调用。
   • malloc 不是类型安全的，它只分配原始内存，不调用构造函数。返回类型是 void* ，需要强制类型转换为具体的指针类型。
3. 构造与析构：
   • 使用 new 分配的对象在对象生命周期结束时需要使用 delete 来释放， delete 会自动调用对象的析构函数。
   • 使用 malloc 分配的内存需要使用 free 来释放， free 不会自动调用析构函数，因此如果分配的是对象数组，需要手动调用析构函数。
4. 异常安全性：
   • new 在分配失败时会抛出 std::bad_alloc 异常。
   • malloc 在分配失败时返回 NULL 指针。
5. 管理机制：
   • C++中的 new 和 delete 通常由编译器实现，可能包含一些额外的内存管理机制。
   • C语言的 malloc 和 free 由C标准库提供，与编译器无关。

总结来说， new 和 malloc 都是动态内存分配的手段，但 new 提供了类型安全和构造/析构的自动化，而 malloc 则提供了更底层的内存分配方式，需要手动管理构造和析构。在C++中，推荐使用 new 来分配对象，以保持类型安全和自动化的资源管理。

• new 是C++的操作符，由编译器实现，可以直接用来分配对象或数组，并且在分配失败会抛出 std::bad_alloc 异常。
• new表达式工作步骤有三步
  ​ 1.调用operator new库函数，分配未类型化的空间，用来保存指定类型的一个对象 ，而在operator new函数中，会调用malloc函数
  ​ 2.运行该类型的构造函数初始化对象
  ​ 3.返回指向对象的指针
• malloc 是一个库函数，通常需要包含头文件 ， 并且只分配原始内存，分配失败时会返回NULL 。
• new 是类型安全的，它会根据分配的对象类型进行 正确的内存分配和构造函数调用 。
• malloc 不是类型安全的，它 只分配原始内存，不调用构造函数 。返回类型是 void* ，需要强制类型转换为具体的指针类型。
• 使用 new 分配的对象在对象生命周期结束时需要使用 delete 来释放， delete 会自动调用对象的析构函数。
• 使用 malloc 分配的内存需要使用 free 来释放， free 不会自动调用析构函数，因此如果分配的是对象数组，需要手动调用析构函数。

总结来说， new 和 malloc 都是动态内存分配的手段，但 new 提供了类型安全和构造/析构的自动化 ，而 malloc 则提供了更底层的内存分配方式，需要 手动管理构造和析构 。 placement_new 允许在已经分配的内存地址上构造对象 ​ 1.new表达式工作步骤 ​ 1.调用operator new库函数，分配未类型化的空间，用来保存指定类型的一个对象 ​ 2.运行该类型的构造函数初始化对象 ​ 3.返回指向对象的指针 ​ 2.delete表达式工作步骤 ​ 1.调用析构函数，回收对象中数据成员申请资源 ​ 2.调用operator delete的标准库函数释放该对象所用的内存

1. malloc的底层实现是怎样的？free是怎么回收内存的？ 答： 1、 当开辟的空间A小于128K的时候，malloc底层调用brk()函数 ， brk是将数据段的最高地址指针_edata往高地址推 ，_edata+30K 只是完成虚拟地址的分配，A这块内存现在还是没有物理页与之 对应的，等到进程第一次读写A这块内存的时候，发送缺页中断， 这个时候，内核才会分配给A这块内存对应的物理页。也就是说， 如果用malloc分配了A这块内容，然后从来不访问它，那么A对应 的物理页是不会被分配的。 而 当开辟的空间大于128K的时候，利用mmap系统调用 ，从堆 和栈的中间也就是 文件映射区 分配一块虚拟内存。这样做主要是因为： brk分配的内存需要等到高地址内存释放以后才能释放（比如 先申请A再申请B，所以B相对于A来说是高地址空间，所以在B释放 之前，A是不可能释放的，因为只有一个_edata指针，这就是内存 碎片产生的原因。而mmap分配的内存可以单独释放。 2、free回收内存时首先要知道这块内存的地址多大，所以在malloc 返回的地址的前一小段是存在空闲内存块的链表中，存储这一块有 多大的信息。对使用mmap机制分配空间的malloc返回的地址free时， 直接将其对应的虚拟内存和物理内存一起释放。而对brk机制分配 空间的malloc返回的地址free时，并不会立刻释放，默认情况下， 当最高地址空间的空闲内存超过128K时，执行内存紧缩操作(trim) .所以当free之后，发现最高地址空闲内存超过128K时，就会内存 紧缩。
2. new/delete与malloc/free的区别与联系是什么？(面试常考) 答： 1、malloc开辟空间类型大小需手动计算，new是由编译器自己计算。 2、malloc返回类型为void*,必须强转成对应类型指针，而new直接 返回对应类型指针。 3、malloc开辟内存时返回内存地址要检查判空，因为若它可能跟开 辟失败会返回NULL；new则不用判断，因为内存分配失败时，它会抛 出异常bac_alloc，可以使用异常机制。 4、无论释放几个空间大小，free只传递指针，而多个对象时，delete 需加[]，(分配的大小是数组空间大小). 5、malloc/free函数只是开辟空间并释放，new/delete则不仅会开辟 空间，并调用构造函数和析构函数进行初始化和清理。 6、new/delete底层是基于malloc/free来实现的。 7、因为new/delete是操作符，它调用operator new/operator delete， 它们可以被重载，在标准库里它有8个重载版本；而malloc/free不可以 重载。 8、对于malloc分配内存后，若在使用过程中内存分配不够或太多，这时 可以使用realloc函数对其进行扩充或者缩小，但是new分配好的内存不能 这样被直观简单的改变。 9、对于malloc申请内存的位置是在堆上分配内存的；但是new申请内存 有一个抽象概念，它为自由存储区，它可以在堆上，也可以在静态存储 区上分配，这主要取决于operator new实现细节，取决于它在哪里为对象 分配空间。