为什么不能释放由new分配的内存？

Question

我知道free()不会调用析构函数，但是除了成员变量无法正确销毁之外，这还会引起什么问题吗？

另外，如果我们删除使用malloc分配的指针会发生什么？

- Leon

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如果我向你借了100万美元（读作：1MB），然后却还给了别人而不是你，你会生气吗？这里有同样的问题，不过现在收款人生气了。 :P - user541686

Answer 1

实现定义了new是否在幕后使用malloc。如果混合使用new和free，以及malloc和delete可能会在运行时导致灾难性故障，如果代码被移植到新的机器、新的编译器，甚至是同一编译器的新版本。

- Prasoon Saurav

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甚至可以是同一编译器的同一版本，但在蓝月亮期间进行编译 :-) - paxdiablo

甚至是在同一编译会话中，但在不同的代码单元中。或者是相同的代码单元。或者是相同的函数。这就是未定义行为，宝贝！ - Jonathan Grynspan

它真的是“实现定义”吗？我本来以为它是未定义的，这与“实现定义”非常不同。 - JesperE

@JesperE：我从未说过行为（总体而言）是实现定义的。它实际上是未定义的。新建使用malloc是实现定义的，这就是我在答案中提到的。 - Prasoon Saurav

@Prasoon：所以编译器必须指定malloc是否使用new？听起来很奇怪。 - JesperE

Answer 2

我知道free()不会调用析构函数

这已经足够的理由不去使用它。

此外，C++实现没有要求使用相同的内存区域来进行malloc和new操作，所以你可能试图释放来自完全不同区域的内存，这几乎肯定会导致致命错误。

- paxdiablo

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最好的一点。只有在考虑普通数据时才能考虑它。但是为什么要这样做？+1！ - 0xC0000022L

Answer 3

需要注意的几点：

• 这是未定义行为，因此存在风险，并且随时可能因任何原因而发生更改或中断。
• （如您所知）delete 调用析构函数，而 free 不会... 您可能有一些 POD 类型并且不在意，但其他人可能会添加一个字符串到该类型中，而没有意识到其内容存在奇怪的限制。
• 如果您使用 malloc 并忘记使用放置 new 来构建其中的对象，然后调用成员函数，就好像该对象已存在（包括 delete 调用析构函数），则成员函数可能会尝试使用带有垃圾值的指针进行操作。
• new 和 malloc 可能从不同的堆中获取内存。
• 即使 new 调用 malloc 来获取其内存，也可能不存在 new/delete 与底层 malloc/free 行为之间的一对一对应关系。
  • 例如，new 可能具有额外的逻辑，例如对典型 C++ 程序有益但对典型 C 程序有害的小对象优化。
• 某人可能会重载 new，或链接调试版本的 malloc/realloc/free，其中任何一种都可能在您未正确使用这些函数时出现故障。
• 像 ValGrind、Purify 和 Insure 这样的工具无法区分有意的可疑行为和意外行为。
• 对于数组，delete[] 调用所有析构函数，而 free() 不会，但是堆内存通常具有数组大小的计数器（例如，对于 32 位 VC++2005 发行版，数组大小在指针值明显返回的 4 字节之前）。 对于 POD 类型，可能不存在此额外值（对于 VC++2005 并非如此），但如果存在，则 free() 肯定不会期望它。 并非所有堆实现都允许您释放已从 malloc() 返回的值移动的指针。

- Tony Delroy

Answer 4

一个重要的区别是，new和delete还会调用对象的构造函数和析构函数。因此，可能会出现意外的行为。我认为这是最重要的事情。

- Spyros

Answer 5

因为可能不是同一个分配器，这可能导致奇怪、难以预测的行为。此外，您根本不应该使用malloc/free，并避免在不必要的情况下使用new/delete。

- Cat Plus Plus

Answer 6

这完全取决于实现方式 - 可以编写一个实现，使其正常工作。但是不能保证new分配内存的池与free()要返回内存的池相同。想象一下，malloc()和new在每个分配块的开头使用几个字节的额外内存来指定块的大小。此外，想象一下，malloc()和new对此信息使用不同的格式 - 例如，malloc()使用字节数，但new使用4字节长字的数量（仅举例）。现在，如果您使用malloc()进行分配并使用delete进行释放，则delete期望的信息将无效，并且您将得到一个已损坏的堆。

- Ernest Friedman-Hill