new和malloc的区别

new

定位new

在C++中，new操作符用于在堆（heap）上动态分配内，存并返回指向该内存的指针。

当你使用new来分配内存时，如果你希望定位（placement）这个内存分配到特定的地址上，你需要使用"定位new"（placement new）语法。

定位new允许你指定对象应该被构造的内存地址。

这在某些特定场景下非常有用，比如当你已经有了一块分配好的内存，希望在这块内存上直接构造对象，而不是重新分配内存。

定位new的基本语法如下：

new (place_address) Type(initializer_list);

这里，place_address是一个指向已分配内存的指针，Type是要构造的对象的类型，initializer_list（可选）是传递给对象构造函数的参数列表。

示例

假设你已经有了一个字符数组，你想在这个数组上构造一个std::string对象（虽然这在实际中并不常见，因为std::string会管理自己的内存，这里仅作为演示）：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <new> // 需要包含这个头文件来使用定位new

int main() {
    char buffer[256]; // 分配一个字符数组
    
    // 注意：这里实际上并不推荐在字符数组上构造std::string，因为std::string会管理自己的内存
    // 这里仅作为定位new的示例
    std::string* pStr = new (buffer) std::string("Hello, placement new!");

    std::cout << "String: " << *pStr << std::endl;

    // 使用完后，需要显式调用析构函数来清理资源
    pStr->~std::string();

    // 注意：此时buffer中可能包含未定义的数据，因为std::string的析构函数已经清理了它
    // 但在某些情况下，你可能需要处理或重用buffer中的数据

    return 0;
}

重要注意事项：

使用定位new时，你需要确保指定的地址是有效的，并且足够大以容纳你想要构造的对象。

使用完定位new构造的对象后，你需要显式调用该对象的析构函数来清理资源 。因为定位new不会调用全局的operator delete来自动清理资源。

定位new在底层编程和特定场景下非常有用，但在普通应用中应该谨慎使用，以避免内存泄漏和未定义行为。

new关键字：

malloc.realloc.calloc

malloc、calloc和realloc是用来开辟我们的空间的，realloc和前两个不同的是：他能用来扩容，也就是调整空间；

他们只是会为我们开辟空间，并不会为我们的空间初始化，calloc是可以将我们的空间初始化为0的，但是对于我们的自定义类型，他们并不会自动的调用我们的构造函数初始化；

三个函数的用法：

malloc:

size是开辟的空间的字节数。

realloc:

ptr是原来的旧空间的起始地址，

size是开辟空间的字节数。

realloc也可以进行开辟空间。

calloc：

num：是开的类型的个数。

size：是开的类型的大小（字节）。

calloc是会进行初始化的，将我们的所有的值初始化为0；

malloc/free和new/delete的共同点是：

都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。

不同的地方是：

malloc和free是函数，new和delete是操作符

malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化

malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可，如果是多个对象，\[\]中指定对象个数即可

malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型

malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需要捕获异常

申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new 在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成空间中资源的清理

new T $N$ 的原理

调用operator new\[\]函数，在operator new\[\]中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申请
在申请的空间上执行N次构造函数

我们的new 的内部也是使用了malloc等函数去给我们开辟空间。

注意我们如果是调用的new去开辟空间，而不用对应的delete去释放空间的话，可能会程序崩溃，因为我们的new\[\]在进行开辟空间的时候可能会多开辟空间，为了记录我们调用了几次构造函数，以方便我们去调用几次析构函数。

delete\[\]的原理

在释放的对象空间上执行N次析构函数，完成N个对象中资源的清理
调用operator delete\[\]释放空间，实际在operator delete\[\]中调用operator delete来释放空间

我们的delete内部也是调用了我们的free函数去释放空间