1：總結並剖析malloc/free和new/delete之間關係和差異。

2：剖析new/delete、new[]/delete[]到底做了些什麼事情。

3：實現NEW_ARRAY/DELETE_ARRAY巨集，模擬new[]/delete[]申請和釋放陣列。

malloc/free和new/delete之間關係和差異

首先先介紹一下malloc/free函式和new/delete操作符：

malloc/freenew/delete：

一.差異

(1)void *malloc(long NumBytes)：該函式分配了NumBytes個位元組，並返回了指向這塊記憶體的指標。如果分配失敗，則返回一個空指標（NULL）。
void free(void *FirstByte)： 該函式是將之前用malloc分配的空間還給程式或者是作業系統，也就是釋放了這塊記憶體，讓它重新得到自由。
new/delete都是操作符。

(2)new能夠自動計算需要分配的記憶體空間，而malloc需要手工計算位元組數。例如，int* p1=new int[2] , int* p2=malloc(2*sizeof(int))。

(3)new/delete直接帶具體型別的指標，malloc/free返回void型別的指標，接收指標的時候要強制型別轉換。

(4)new是型別安全的，而malloc不是。例如，int* p=new float[2]，編譯時就會報錯；而int* p=malloc(2*sizeof(float))，編譯時編譯器就無法指出錯誤來。

(5)new一般由兩步構成，分別是new操作和構造。new操作對應於malloc，但new操作可以過載，可以自定義記憶體分配策略，不做記憶體分配，甚至分配到費記憶體裝置上，而malloc不可以。

(6)new是分配記憶體和初始化，因此將呼叫建構函式，而malloc不能；delete將呼叫解構函式，而free不能。

(7)malloc/free需要庫檔案stdlib.h支援，new/delete則不需要庫檔案支援。

注意

此外，需要注意的是：有記憶體的申請，就必需要有記憶體的釋放，否則就會出現記憶體洩露的問題，故new/delete、malloc/free必需配對使用。而且，delete或free被呼叫後，記憶體不會立即回收，指標也不會指向空，delete或free僅僅是告訴作業系統，這一塊記憶體被釋放了，可以被用做其它用途。由於沒有重新對這塊記憶體進行寫操作，所以記憶體中的變數數值並沒有發生變化，因此，釋放完記憶體後，應該將指標指向置為NULL，防止出現野指標。

二.剖析

(1)new/delete

new做了兩件事：1）呼叫operator new 分配空間；2）呼叫建構函式初始化物件.

delete做了兩件事：1）呼叫解構函式清理物件；2）呼叫operator delete 釋放空間.

(2)new[ ]/delete[ ]

new[ ]做了兩件事：1）呼叫operator new分配空間；2）呼叫N次建構函式分別對每個物件進行初始化.

delete[ ]做了兩件事：1）呼叫N次解構函式分別對每個物件進行清理；2）呼叫operator delete 釋放空間.

特別的：

int* p = new AA[3];
實際上在呼叫建構函式時（自己定義的類），會在p前面4個位元組（一個int）用來儲存陣列成員個數，用來確定具體構造幾次和析構幾次。

三.實現NEW_ARRAY/DELETE_ARRAY巨集，模擬new[]/delete[]申請和釋放陣列。

 #define NEW_ARRAY(PTR,TYPE,N)      \
do{
PTR = (TYPE*)operator new(sizeof(TYPE)*N + 4); \
(*(int*)PTR) = N;                           \
PTR = (TYPE*)((char*)PTR + 4);                \
for (size_t i = 0; i < N; i++)                \
    new(PTR + i)TYPE;                         \
} while (false);
#define DELETE_ARRAY(PTR,TYPE)      \
do{
for (size_t i = 0; i < N; i++)  \
    PTR[i].~TYPE();           \
    PTR = (TYPE*)((char*)PTR - 4);  \
    operator delete(PTR);         \
} while (false);