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使用new分配的内存，在调用free()释放时是否安全？

c++memory-management
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我正在开发一个C++库，其中一个函数返回一个（刚刚分配的）指向双精度数组的指针。API规定调用者有责任释放内存。

但是，这个C++库曾经是用C实现的，所以该函数使用malloc()来分配内存。它还假设调用者将使用free()释放该内存。

我能否安全地将对malloc()的调用替换为对new的调用？如果这样做，现有客户端代码（使用free()的代码）会出现问题吗？到目前为止，我找到的只有free()的官方文档，其中指出：

如果ptr不指向使用[malloc、calloc或realloc]分配的内存块，则会导致未定义的行为。

但我相信这是在C++出现其自己的分配运算符之前编写的。

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不。这真的取决于图书馆，但通常不会。 - thang
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文件记录是准确的。这是未定义的行为。 - Benjamin Lindley
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请参考这个链接：我可以使用free()释放用new分配的指针吗？我可以使用delete释放用malloc分配的指针吗(c++-faq-lite) - eerorika
对于一个double数组，在实践中它是“大多数情况下安全”的，尽管当然仍然是错误的并引发UB。我说“大多数”是因为在实践中，操作符new和delete只是包装了malloc和free，并调用构造函数和析构函数。double上的析构函数是微不足道的，所以没有区别。但是当然，您不能保证在您的实现中使用malloc和free...也可能是其他东西。最好的情况是库提供一个函数来分配和取消分配内存（包装正确的内容）。没有这样的东西？ - Damon
通常，释放由另一个模块分配的内存是不好的做法。分配/释放内存的责任应该由调用者或被调用者承担。这背后的思想是，如果您将这些模块链接到不同的CRT，则基本上在一个堆上分配内存，然后尝试在另一个堆上释放它。当模块静态链接到CRT时会发生这种情况。 - Alin
引用C++ faq的话，“使用free()释放通过new分配的指针或者使用delete释放通过malloc分配的指针是非法、不道德和卑鄙的。” - Arjun Sreedharan
6个回答
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你必须将对 malloc 的调用与 free 相匹配，并将对 new 的调用与 delete 相匹配。混合/匹配它们是不可行的。

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并且要将 new[] 与 delete[] 匹配。 - osgx
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你不允许混用malloc 和 free 与 new 和 delete，草案C++标准回溯到C99标准，而如果我们转到draft C++ standard节 20.6.13 C库中，它说（往后强调我的话）：

其内容与标准C库头文件stdlib.h相同，以下是更改内容：

和：

calloc()、malloc()和realloc()函数不尝试通过调用::operator new() (18.6)分配存储空间。

和：

free()函数不尝试通过调用::operator delete()释放存储空间。另见：ISO C条款7.11.2。

并且包括其他更改，其中没有一个声明我们可以在使用new分配的内容上使用free。 因此，草案C99标准的第7.20.3.2节free函数仍然是正确的参考，它说：

否则，如果参数与先前由calloc、malloc或realloc函数返回的指针不匹配，或者如果空间已被调用free或realloc释放，则行为未定义。

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正如你所听到的，它们不能混合使用。

需要记住的是，在C++中通常会动态分配大量相对较小的临时对象（例如，很容易编写类似于my_string + ' ' + your_string + '\n'的代码），而在C中，内存分配通常更加谨慎，平均分配大小更大，寿命更长（很可能有人直接为结果分配malloc(strlen(my_string) + strlen(your_string) + 3)，没有任何临时缓冲区）。因此，一些C++库将针对大量小型瞬态对象进行优化。例如，它们可能使用malloc()获得三个16k块，然后将每个块用于不超过16、32和64字节的固定大小请求。如果在这种情况下调用delete，它不会释放任何东西 - 它只会将16k缓冲区中的特定条目返回给C++库的空闲列表。如果您调用free()，并且指针恰好指向16k缓冲区中的第一个元素，那么您将意外地释放所有元素；如果指针不是指向第一个元素，则行为未定义（但某些实现，如Visual C++，显然仍会释放给定任何位置的指针所在的块）。

因此，真的不要这样做。

即使在当前系统上表面上可以工作，它也是一颗等待爆炸的炸弹。不同的运行时行为（基于不同的输入、线程竞争条件等）可能会导致后续的故障。使用不同的优化标志、编译器版本、操作系统等进行编译都可能随时破坏它。

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图书馆应该提供一个释放函数，将其转发到正确的函数。
除了其他人已经说过的（没有兼容性保证），还有可能图书馆链接到与您的程序不同的C库，因此即使函数名称正确，调用free()释放从它们那里接收的指针也会将其传递给错误的释放函数。
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当内存是由new操作符分配时，您必须使用delete操作符来释放内存。

不，你应该对于new[]使用delete[]，而对于new使用delete。 - thang
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malloc()函数分配内存并将第一个块的地址发送到指定的指针变量，在使用new时，它会分配内存并返回地址。惯例是当您使用malloc()函数时，应该使用delete函数，而在使用new函数分配内存时，使用free()函数更为方便。当使用malloc()函数时，惯例是应该使用相应的realloc()、calloc()、delete()函数，同样地，当您使用new()函数时，应使用相应的free()函数。

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