面试题----new/delete、malloc/free、new[]/delete[]的用法与区别以及new的三种使用方法

new和delete的用法:

     对于计算机程序设计而言，变量和对象在内存中的分配都是编译器在编译程序时安排好的，这带来了极大的不

便，如数组必须大开小用，指针必须指向一个已经存在的变量或对象。对于不能确定需要占用多少内存的情况，动态

内存分配解决了这个问题。　　

new和delete运算符是用于动态分配和撤销内存的运算符。　　

一、new用法　　

 1.开辟单变量地址空间　　

    使用new运算符时必须已知数据类型，new运算符会向系统堆区申请足够的存储空间，如果申请成功，就返回该内

存块的首地址，如果申请不成功，则返回零值。new运算符返回的是一个指向所分配类型变量（对象）的指针。对所

创建的变量或对象，都是通过该指针来间接操作的，而动态创建的对象本身没有标识符名。　

　一般使用格式：

格式1：指针变量名=new 类型标识符；

格式2：指针变量名=new 类型标识符（初始值）；

格式3：指针变量名=new 类型标识符 [内存单元个数]；　　

说明：格式1和格式2都是申请分配某一数据类型所占字节数的内存空间；但是格式2在内存分配成功后，同时将一初

值存放到该内存单元中；而格式3可同时分配若干个内存单元，相当于形成一个动态数组。例如：

1)new int; //开辟一个存放整数的存储空间,返回一个指向该存储空间的地址。int *a = new int 即为将一个int类型的

地址赋值给整型指针a 　

2)int *a = new int(5) 作用同上,但是同时将整数空间赋值为5 　　

2.开辟数组空间　　

对于数组进行动态分配的格式为：　

　指针变量名=new 类型名[下标表达式]; 

delete [ ] 指向该数组的指针变量名; 　

　两式中的方括号是非常重要的，两者必须配对使用，如果delete语句中少了方括号，因编译器认为该指针是指向数

组第一个元素的指针，会产生回收不彻底的问题（只回收了第一个元素所占空间），加了方括号后就转化为指向数组

的指针，回收整个数组。　　

delete []的方括号中不需要填数组元素数，系统自知。即使写了，编译器也忽略。　　

请注意“下标表达式”不必是常量表达式，即它的值不必在编译时确定，可以在运行时确定。　　

一维: int *a = new int[100]; //开辟一个大小为100的整型数组空间　　

二维: int **a = new int[5][6] 　　

三维及其以上:依此类推. 　　

一般用法: new 类型 （初值） 

new的三种使用方法: 

1 ） new operator，也叫new表达式；new表达式比较常见，也最常用，例如： string* ps = new string("abc"); 

上面这个new表达式完成了两件事情：申请内存和初始化对象。

 2） operator new，也叫new操作符。这两个英文名称起的也太绝了，很容易搞混，那就记中文名称吧。new操作

符类似于C语 言中的malloc，只是负责申请内存，例如： void* buffer = operator new(sizeof(string));

 注意: 这里多了一个operator。这是new的第二个用法，也算比较常见吧。

 3 ）placement new，它用于在给定的内存中初始化对象，也就是说你手中已有一块闲置的内存，例如： void* 

buffer = operator new(sizeof(string));//那么现在buffer是你所拥有闲置内存的指针 buffer = new(buffer) 

string("abc"); //调用了placement new，在buffer所指向的内存中初始化string类型的对象，初始值是"abc" 事实

上，placement new也是new表达式的一种，但是比普通的new表达式多了一个参数，当然完成的操作和返回值也不

同。 因此上面new的第一种用法可以分解两个 动作，分别为后面的两种用法。 

     与new对应的delete没有三种语法，它只有两种，分别是delete operator和operator delete，也称为delete表达

式和delete操作符。delete表达式和new表达式对应，完成对象的析构和内存的释放操作。而delete 操作符只是用于

内存的释放，和C语言中的free相似。

例如：

 string* ps = new string("abc");

 ... 

delete ps; //调用delete表达式，先析构再释放 

void* buffer = operator new(sizeof(string));

 ... operator delete(buffer); //释放

那么为什么没有和 placement new对应的那个delete呢？其实是有的。placement new是在指定位置初始化对象，

也就是调用了构造函数，因此与之对应的就是析构函数了，只不过它不叫placement　delete而已。

 void *pv = operator new(sizeof(vector)); 

pv = new(pv) vector(8, 0); 

... 

static_cast* >(pv)->~vector();

 // call destruct function operator delete(pv);

 // free memory pv = NULL; 　　

二、delete用法　　

1. 删除单变量地址空间　　

int *a = new int; 　　

delete a; //释放单个int的空间　　

2. 删除数组空间　　

int *a = new int[5]; 　　

delete []a; //释放int数组空间　　

三、使用注意事项　　

1） new 和delete都是内建的操作符，语言本身所固定了，无法重新定制，想要定制new和delete的行为，徒劳无功

的行为。　　

2） 动态分配失败，则返回一个空指针（NULL），表示发生了异常，堆资源不足，分配失败。　　

3） 指针删除与堆空间释放。删除一个指针p（delete p;）实际意思是删除了p所指的目标（变量或对象等），释放了

它所占的堆空间，而不是删除p本身（指针p本身并没有撤销，它自己仍然存在，该指针所占内存空间并未释放），释

放堆空间后，p成了空指针。　　

4. 内存泄漏（memory leak）和重复释放。new与delete 是配对使用的， delete只能释放堆空间。如果new返回的

指针值丢失，则所分配的堆空间无法回收，称内存泄漏，同一空间重复释放也是危险的，因为该空间可能已另分配，

所以必须妥善保存new返回的指针，以保证不发生内存泄漏，也必须保证不会重复释放堆内存空间。　　

5. 动态分配的变量或对象的生命期。我们也称堆空间为自由空间（free store），但必须记住释放该对象所占堆空

间，并只能释放一次，在函数内建立，而在函数外释放，往往会出错。　　

6. 要访问new所开辟的结构体空间,无法直接通过变量名进行,只能通过赋值的指针进行访问。　　

用new和delete可以动态开辟和撤销地址空间。在编程序时,若用完一个变量(一般是暂时存储的数据),下次需要再用,但

却又想省去重新初始化的功夫，可以在每次开始使用时开辟一个空间，在用完后撤销它。

 malloc/free与new/delete的区别与联系:

 相同点：都可用于申请动态内存和释放内存

不同点：

（1）操作对象有所不同。 malloc与free是C++/C 语言的标准库函数，new/delete 是C++的运算符。对于非内部数

据类的对象而言，光用maloc/free 无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数， 对象消亡之

前要自动执行析构函数。由于malloc/free 是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函

数和析构函数的任务强加malloc/free。

（2）用法上也有所不同。

函数malloc 的原型如下：

 void * malloc(size_t size); 

用malloc 申请一块长度为length 的整数类型的内存，程序如下：

 int *p = (int *) malloc(sizeof(int) * length); 

我们应当把注意力集中在两个要素上：“类型转换”和“sizeof”。 

1）malloc 返回值的类型是void *，所以在调用malloc 时要显式地进行类型转换，将void * 转换成所需要的指针类

型。

 2） malloc 函数本身并不识别要申请的内存是什么类型，它只关心内存的总字节数。函数free 的原型如下： 

void free( void * memblock ); 

为什么free 函数不象malloc 函数那样复杂呢？这是因为指针p 的类型以及它所指的内存的容量事先都是知道的，语

句free(p)能正确地释放内存。如果p 是NULL 指针，那么free 对p 无论操作多少次都不会出问题。如果p 不是NULL 

指针，那么free 对p连续操作两次就会导致程序运行错误。

 new/delete 的使用要点：

运算符new 使用起来要比函数malloc 简单得多，例如：

 int *p1 = (int *)malloc(sizeof(int) * length); 

int *p2 = new int[length]; 这是因为new 内置了sizeof、类型转换和类型安全检查功能。对于非内部数据类型的对

象而言，new 在创建动态对象的同时完成了初始化工作。如果对象有多个构造函数，那么new 的语句也可以有多种

形式。

如果用new 创建对象数组，那么只能使用对象的无参数构造函数。例如 

Obj *objects = new Obj[100]; // 创建100 个动态对象

不能写成 Obj *objects = new Obj[100](1); // 创建100 个动态对象的同时赋初值1

 在用delete 释放对象数组时，留意不要丢了符号‘[]’。例如 

delete []objects; // 正确的用法

 delete objects; // 错误的用法后者相当于delete objects[0]，漏掉了另外99 个对象。 

【1】new自动计算需要分配的空间，而malloc需要手工计算字节数 

【2】new是类型安全的，而malloc不是，比如：

 int* p = new float[2]; // 编译时指出错误 

int* p = malloc(2*sizeof(float)); // 编译时无法指出错误 

new operator 由两步构成，分别是 operator new 和 construct 

【3】operator new对应于malloc，但operator new可以重载，可以自定义内存分配策略，甚至不做内存分配，甚

至分配到非内存设备上。而malloc无能为力

 【4】new将调用constructor，而malloc不能；delete将调用destructor，而free不能。 5、malloc/free要库文件

支持，new/delete则不要。 

 （1）本质区别 malloc/free是C/C++语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符。对于用户自定义的对象而

言，用maloc/free无法满足动态管理对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在消亡之前要自动执

行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函

数的任务强加于malloc/free。因此C++需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以及一个能完成

清理与释放内存工作的运算符delete。

 class Obj 

{ 

   public:

       Obj( )

          {

             cout << "Initialization" << endl; 

         }

     ~ Obj( )

         {

             cout << "Destroy" << endl; 

         } 

      void Initialize( )

        { 

           cout << "Initialization" << endl; 

        }

        void Destroy( )

       {

          cout << "Destroy" << endl;

       }

 }obj;

 void UseMallocFree( ) 

{

      Obj * a = (Obj *) malloc( sizeof ( obj ) ); // allocate memory 

      a -> Initialize(); // initialization 

     // … 

     a -> Destroy(); // deconstruction 

     free(a); // release memory 

}

 void UseNewDelete( void ) 

{

    Obj * a = new Obj;

     // … 

    delete a;

 }

   类Obj的函数Initialize实现了构造函数的功能，函数Destroy实现了析构函数的功能。函数UseMallocFree中，由于

malloc/free不能执行构造函数与析构函数，必须调用成员函数Initialize和Destroy来完成“构造”与“析构”。所以

我们不要用malloc/free来完成动态对象的内存管理，应该用new/delete。由于内部数据类型的“对象”没有构造与

析构的过程，对它们而言malloc/free和new/delete是等价的。

 （2）联系

   既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么C++还保留malloc/free呢？因为C++程序经常要调用C函

数，而C程序只能用malloc/free管理动态内存。如果用free释放“new创建的动态对象”，那么该对象因无法执行析

构函数而可能导致程序出错。如果用delete释放“malloc申请的动态内存”，理论上讲程序不会出错，但是该程序的

可读性很差。所以new/delete、malloc/free必须配对使用。