如果使用malloc分配的内存被使用delete删除而不是free，会发生什么？

Question

我遇到了一个无法解决的问题。

我的问题是，如果我使用malloc来分配内存，然后使用delete删除内存块呢？ 通常的规则是：

如果我们使用malloc分配内存，则应使用free进行删除。

如果我们使用new分配内存，则应使用delete进行删除。

现在，为了检查如果我们反过来做会发生什么，我写了一段小代码。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>

using namespace std;

class A
{
  int p=10;
public:
  int lol() {
    return p;
  }
};

int main()
{
  int *a = (int *)malloc(sizeof(int)*5);
  for(int i=0; i<4; i++) {
    a[i] = i;
    cout << a[i] << endl;
  }

  delete(a);
  // Works fine till here..

  A b;
  cout << b.lol() << endl;
  free(b); // Causes error.     

  return 0;
}

我遇到的错误是：

错误：不能将‘A’转换为类型为‘void*’的参数1，然后传递给‘void free(void*)’

我无法理解为什么会出现这种情况。请解释一下。

- Krishnachandra Sharma

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b的类型是A类。它不是指针。因此，您不能释放它。 - Barış Akkurt

首先，您实际上不使用 new 来分配 b。 - Some programmer dude

如果你更正代码，尝试在使用new分配的内存上调用free()（反之亦然），将会导致未定义行为，并且任何事情都可能发生。 - Some programmer dude

delete()/free()需要一个指针作为参数。 - πάντα ῥεῖ

因为这些是专门为C++开发的工具，更好地适应了它的习惯用法和模式。例如，它们会自动调用构造函数和析构函数。 - Alexander Shukaev

Answer 1

当您调用delete删除指针时，编译器会自动为您调用类的dtor，但free不会。(同样，new将调用类的ctor，malloc则不会。)

在您的示例中，char数组显然没有dtor，因此delete什么也不做，只返回内存。这就是为什么它可以的原因。(反之亦然，new一个char数组然后free它。)

但仍然可能会有问题：如果new和malloc从不同的堆管理器借用内存怎么办？

想象一下，你向A借钱，稍后又向B归还。即使你没关系，你考虑过A的感受吗？

顺便说一下，您应该使用delete [] pArray;来释放使用new[]分配的数组。

- Xin

Answer 2

免费函数需要指向由malloc分配的内存的指针。编译器只是告诉你它没有传递一个指针，这是它可以轻易证明的事实。我猜你想用new创建一个对象，然后调用该对象地址上的free。但你没有调用new。

当你改正这个问题时，你可能会发现free成功了，但你不应该对这样的成功读取任何重要信息。你知道规则，它们在你的文档中清楚地说明了。做你正在尝试的事情是不正确的。这种行为是未定义的。这样的实验有很少的收获。你不会学到C内存管理函数为什么不能与C++内存管理函数配对的原因。

你的实验问题在于其没有效力。你只能展示一个特定情况的结果。但这些函数是设计成可以全面工作的。你如何测试每一个可能的情况？

永远不要使用试错法进行编程。你必须始终理解你所做的背后的规则和原则。

- David Heffernan

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这是其中一个原因。我在这里的动机是想知道为什么malloc和delete不能互换使用？ - Krishnachandra Sharma

你的程序不会带领你获得任何启示。它们不能互换，因为规范是这样规定的。 - David Heffernan

Answer 3

你的b变量不是一个指针，而是一个在栈上分配的A。如果你想尝试这个实验，那么你需要这样说：

A* b = new A;
free(b);

我非常赞成尝试新事物，但是我不确定你在这里想要达到什么目的。

在C++中，operator new不仅会分配内存，还会运行构造函数。同样地，delete会为您运行析构函数（考虑多态类），并释放返回的内存。另一方面，malloc()和free()只是C库例程，从程序员的角度来看，它们不做任何多余的工作，只请求操作系统分配一个内存块，然后将其返回。

现在，对于一个简单的POD类，具有平凡的构造函数和析构函数，您可能可以混用C和C++内存分配，因为没有C++特定的事情需要完成。但即使您这样做了，这证明了什么呢？它是未定义的行为，并且可能在另一个编译器上无法工作。明天它也可能无法工作。

如果您使用任何C++特性——继承、虚函数等等，它肯定不会工作，因为new和delete必须完成比分配内存更多的工作。

所以，请遵守规则！ :-)

- Tristan Brindle

Answer 4

您没有使用new创建，因此您没有测试所需的假设。(另外，b的名称不是指针。) 无论如何，只有在它们的实现可以互换时，malloc/new和delete/free才能互换使用。在简单情况和较简单的平台上，这更可能发生，但长期或习惯性地这样做是冒险的。例如，对于具有非平凡析构函数的类应用于数组形式的new，需要实现(编译器、运行时等)记住数组的大小，以便delete可以为每个数组对象调用析构函数。几乎没有其他地方可以放置这样的信息，除了动态分配的块本身，在new返回的指针引用的内存位置之前。将该指针传递给free将要求内存分配器确定分配块的实际起始位置，这可能是可以或不可以做到的。更一般地说，new和malloc可能会引用完全不同的内存分配器。编译器、运行时库和操作系统共同为您的程序提供内存。由于切换或升级这些组件，细节可能会发生变化。

- Potatoswatter

Answer 5

从文档中得知：

void free (void* ptr); 

ptr::

指向之前使用malloc、calloc或realloc分配的内存块的指针。

而您传递的不是指针，因此它会报错。

 A *b = new A();
 cout << b->lol() << endl;
 free(b); // Will Not cause error

- Abhineet

Answer 6

不，并非一个经验法则是你不应该混合使用new/free或malloc/delete。

当然，可能可以使用free释放你用new获得的内存分配而不会崩溃，但这高度依赖于实现和系统。

忽略绕过析构函数或编写将在某些系统上破坏内存的代码的事实，更基本、更基础的C++考虑只是这样：

malloc/free是全局系统函数，而new和delete是运算符。

struct X {
    void* operator new(size_t);
    void operator delete(void* object);
};

当然，你可以从亚马逊借一本书并将其归还到你当地的图书馆：在深夜去那里，把书放在他们的前门口。

这将导致未定义的行为，包括你被捕 - 我说的是在此处混合使用new/free :)

换句话说： malloc 和 free 处理原始内存分配，而 new 和 delete 处理对象，这是非常不同的事情。

void* p = new std::vector<int>(100);
void* q = malloc(sizeof(*q));

- kfsone

Answer 7

已经给出了很多好的理由，我会再添加一个原因：在C++中可以重载new运算符。这允许用户指定自己的内存管理模型（如果他们愿意的话）。虽然这很不常见，但它的存在只是malloc和new、delete和free不能互换使用的另一个原因。这是@Patz所描述的原因。

- Thayne

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看起来@kfsone比我先完成了。 - Thayne

Answer 8

free()接受一个指针。你正在将一个对象（而不是指针）传递给free。这就是为什么会出现错误。如果你进行以下更改，你的代码将正常工作。

A *a = new A;
free(a);

尽管上述代码运行良好，但会导致内存泄漏，因为free()不调用析构函数，而后者负责释放构造函数创建的资源。

- GopiKrishna Parisa