字节一面，new出来的对象真的不可以用free释放吗？

程序员的园

发布于 2025-02-18 21:16:16

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本文是一道C++面试的基础题——new出来的对象可以用free释放吗？它甚至还有一个变体——malloc分配的内存可以使用delete释放吗？其实这两道题都是在考察new/delete、malloc/free的区别，只是面试官换了个问法而已。如果面试官直接问：new和malloc的区别是什么？可能会更熟悉一些。

理论分析

在进入正文前，在回顾下new/delete和malloc/free的区别：

new/delete是C++的运算符，malloc/free是C的库函数。
new/delete会调用对象的构造函数/析构函数，malloc/free不会。
new/delete返回的是指向对象的指针，malloc/free返回的是void指针。
new会自动计算需要分配的内存大小，malloc需要手动计算。

综上，new/delete在分配和释放内存的基础上会调用对象的构造函数和析构函数，而malloc/free只会分配和释放内存，不会调用构造函数和析构函数。如上可以作为该问题的回答。但是这并不是我想写这篇文章的目的。

结合如上理论知识，new出来的对象使用free释放时无法调用其析构函数；同理，malloc出来的内存使用delete释放时会调用其析构函数。这些原则要求我们必须配套使用new/delete和malloc/free。由此我猜想：

针对POD类型，由于其不具备构造函数和析构函数，所以new/delete和malloc/free似乎就没有区别呀，两者貌似是可以混用的。
针对于非POD类型，由于其具备构造函数和析构函数，且其构造函数和析构函数可能存在内存、资源的分配与释放，所以new/delete和malloc/free在处理非POD类型时存在差异。必须要配套使用，不可混用

由上的理论分析可知，非POD类型必须配套使用new/delete和malloc/free已经达成共识了，只是对于POD类型，目前还持怀疑态度，所以本文将以实验的形式对POD类型进行验证。

代码实验

#include <iostream>
#include <iosfwd>
#include <string>
#include <type_traits>

struct Point
{
int x;
int y;

friendstd::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p)
 {
  os << "(" << std::to_string(p.x) << ", " << std::to_string(p.y) << ")";
return os;
 }
};

template <typename T>
void using_pod_new_free()
{
for (size_t i = 0; i < 100000; i++)
 {
auto p = new T(10);
std::cout << *p << std::endl;
free(p);
 }
}

template <>
void using_pod_new_free<Point>()
{
for (size_t i = 0; i < 100000; i++)
 {
auto p = new Point(10,5);
std::cout << *p << std::endl;
free(p);
 }
}

template <typename T>
void using_pod_malloc_delete()
{
for (size_t i = 0; i < 100000; i++)
 {
auto p = (T*)malloc(sizeof(T));
if (p)
  {

   *p = 10;
   std::cout << *p << std::endl;
   delete p;
  }
 }
}

template <>
void using_pod_malloc_delete<Point>()
{
for (size_t i = 0; i < 100000; i++)
 {
auto p = (Point*)malloc(sizeof(Point));
if (p)
  {

   p->x = 10;
   p->y = 20;
   std::cout << *p << std::endl;
   delete p;
  }
 }
}


int main()
{
/*using_pod_new_free<int>();
 using_pod_malloc_delete<int>();*/

/*using_pod_new_free<float>();
 using_pod_malloc_delete<float>();*/

/*using_pod_new_free<long>();
 using_pod_malloc_delete<long>();*/

 using_pod_new_free<Point>();
 using_pod_malloc_delete<Point>();

return0;
}

运行如上代码在windows平台下，IDE为MSVC2022，C++20标准，编译程序，运行程序，并借助VS自带的性能分析工具，分析内存使用率，并未出现内存泄漏。

尽管如上测试具有不充分性，但结合理论分析和实验，确认所有的POD类型都可以混用。