C++面试高频题：new和malloc的区别？
大家好，我是Q。
公众号：阿Q技术站
相信大部分C++选手在面试过程中，都会被问到malloc和new的区别。
你是怎么回答的呢？
不知道先说什么后说什么？或者是勉强答出来了，让面试官觉得你逻辑不够清晰，没有得到他想要的答案。
虽然说是一道非常简单非常基础的题目，但是面试官就能从你的回答中观察到你对技术的追求，你愿不愿意对某项技术做更深的思考？
那今天我就冒充一下面试官吧哈哈，给大家讲讲到底该怎么回答？
1、基本区别
malloc
malloc 是 C 和 C++ 标准库中的一个函数，用于从堆中分配一块未初始化的连续内存区域。
函数原型：
void *malloc (size_t __size)
其中 size 参数指定了所需分配的字节数。
malloc 成功时返回一个 void* 类型的指针，指向已分配的空间；如果分配失败，则返回 NULL。
由于返回的是 void*，在 C++ 中通常需要将其强制转换为目标类型的指针。
malloc 不会自动初始化分配的内存，也不会调用任何构造函数或析构函数，这意味着必须手动初始化这块内存才能安全地使用它。
new
new 是 C++ 中的一个关键字兼操作符，用于动态地从自由存储区（free store）上为对象分配内存空间，并自动调用该对象的构造函数进行初始化。
函数原型：
void* operator new(std::size_t)
void* operator new[](std::size_t)
它不仅负责分配内存，还确保对象被正确地构造。
new 返回的是一个指向所创建对象的具体类型指针，因此不需要显式的类型转换。
此外，当内存分配失败时，new 会抛出 std::bad_alloc 异常而不是返回 NULL。
对于数组，C++ 提供了 new[] 操作符，它可以分配一个指定类型的对象数组，并为每个元素调用构造函数。相应的，释放由 new[] 分配的内存应当使用 delete[]，以确保每个对象的析构函数都被调用。
其实上面这些已经足矣，在面试过程中清晰的回答出来就没有什么问题。
不过以下这些问题点还是要注意的。
2、内存分配失败的行为
malloc
当 malloc 无法分配足够的内存时，它返回 nullptr（在 C++ 中为 NULL）。
需要显式地检查返回值是否为 nullptr 来判断内存是否分配成功。
new
默认情况下，new 如果内存分配失败，会抛出 std::bad_alloc 异常。不需要显式检查返回值。
如果希望 new 在分配失败时返回 nullptr，可以使用 new(std::nothrow) 版本。
int* p = new(std::nothrow) int;
if (!p) {
// 内存分配失败的处理
}
3、内存释放
malloc 使用 free 来释放内存。
new 使用 delete 来释放内存。
注意： 一定要匹配使用 malloc 和 free，以及 new 和 delete。不能混用 malloc/free 和 new/delete，否则会引发内存错误。
int* p = (int*)malloc(sizeof(int)); // malloc 分配
free(p); // 使用 free 释放
int* p2 = new int; // new 分配
delete p2; // 使用 delete 释放
错误示范：
int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
delete p; // 错误！应该使用 free(p)
4、构造函数的调用
malloc 只分配内存，但不会调用对象的构造函数。
new 在分配内存的同时会调用对象的构造函数。这是 C++ 的一大特点，因为 C++ 是面向对象的语言，对象的构造函数和析构函数非常重要。
class MyClass {
public:
MyClass() { std::cout << "Constructed\n"; }
};
MyClass* p = new MyClass; // 调用构造函数
5、使用场景
malloc 是 C 风格的内存分配方式，通常在 C++ 中不推荐使用，因为它不调用构造函数，不能直接初始化对象。它更多的用于 C 风格的代码，或者一些 C 和 C++ 混合开发的场景中。
new 是 C++ 专用的动态内存分配方式，广泛用于 C++ 中，特别是在需要创建对象的动态实例时（即堆上的对象）。C++ 中的对象管理通常依赖 new 和 delete 来确保构造函数和析构函数的正确调用。
6、内存对齐与类型安全
malloc 返回的是 void* 类型，需要显式地转换为目标类型指针，这可能会导致类型不安全的操作。
new 返回的是目标类型的指针（例如 int*），它会自动进行类型安全的转换，避免了类型不匹配的问题。
