熟悉c++的朋友應該都知道，c++提供給了程序員與硬件打交道的可能性，比如說內存管理。一個高水平的c++程序員可以將c++程序的性能優化到極致，榨干硬件資源。而現在我想說說與內存管理有關的new 和 malloc()。
先說說malloc()，malloc是從C語言那里繼承過來的一個函數，其用於分配一片內存，它的返回結果是一個指向你所需求的內存的指針，其函數原型和使用例子如下：
/*
函數原型
其中__size是你要分配的大小，其單位是byte
*/
void* malloc(size_t __size);
// 用例
int* pInt = (int*) malloc(sizeof(int)); // 分配了一個int
double* pDoubleArray = (double*) malloc(sizeof(double) * 5); // 分配了一個double數組，其大小為5
一般來說，malloc總是能為你分配出內存。但是也存在山窮水盡，內存不夠用的情況。這時候malloc會返回一個空指針(NULL, nullptr)。當你使用malloc的時候，你最好每次都要判斷一下返回的指針是否為空。
現在內存已經分配出來了。當程序運行到某一些時刻，我又不想要這些內存了。這時候我們就要手動釋放內存，否則的話就會造成內存泄露。通過free() 函數來釋放內存，其函數原型和使用例子如下：
// 原型
void free(void* __ptr);
// 用例
free(pInt);
free(pDoubleArray);
有趣的是你傳給free函數的只是一個指針，然而不管你是分配了一個元素還是分配了一個數組，free總能幫你釋放掉這些內存（free 怎么知道你分配的數組的大小？）
讓我來詳細的說說malloc在分配內存的時候干了什么。malloc在分配內存的時候，不僅僅會分配你需要的內存大小，它還會在你的內存的頭部和尾部加上一些額外的信息（俗稱cookie）。比如說用來DEBUG的信息和你的內存的大小。這就解釋了為什么能free掉你的內存，因為它知道你這塊內存是多大的。值得一提的是這些Cookie會占用一些內存。。。
好了，malloc已經介紹的差不多了。還想說的一點是malloc只是一個第三方的函數，並不是操作系統的內核函數。如果有額外的需求的話，你可以設計自己的malloc。接下來談談new。
new是c++提供的一個操縱符(或者說關鍵字)。其也是用於分配內存的。其用例如下：
int* pInt = new int(3); // 分配並構造一個int
double* pDoubleArray = new double[5]; // 分配了一個double數組，其大小是5
delete pInt; // 刪除單元素
delete[] pDoubleArray; // 刪除數組
還是老話題，一般來說程序是能為你分配出內存的，但是實在山窮水盡了怎么辦？這時候程序就會拋出一個std::bad_alloc異常。注意，這是new 和 malloc 的區別之一。但是難能可貴的是C++提供了一個機制來處理bad_alloc異常，其做法如下:
void BadAllocateHandler()
{
std::cout << "啊，內存分配失敗了" << std::endl;
exit(0);
}
std::set_new_handler(BadAllocateHandler);
BadAllocateHandler是程序員自己寫的當分配失敗時的處理函數。而set_new_handler是c++提供的機制。一般來說當山窮水盡的時候你所應該做的事只有兩件。要么讓程序退出，要么想辦法從別的地方挖一些內存來繼續分配。
你已經知道了new是一個關鍵字。對於一個程序來說，一切的動作都將回到函數調用。所以new的時候到底發生了什么呢？當你new的時候，首先程序會去調用::operator new()這個函數。然后::operator new()中程序會去調用malloc()。 喔！一切都明了了，原來new的本質也是去調用malloc函數！！同理，delete的本質是去調用free()函數。
雖然new的本質是去調用malloc，但是new 和 malloc還有一點很大的不同。那就是new 出來內存后，new會幫你把對象給構造出來，而malloc只是分配內存。具體例子如下：
class MyObj {
public:
public MyObj(int value) : val(value) {}
int val;
};
MyObj* obj = new MyObj(4);
MyObj* obj1 = (MyObj*) malloc(sizeof(MyObj));
new 的做法是在malloc分配出內存后，編譯器會直接調用類的構造函數在這片內存中構造出對象。注意！只有編譯器能直接調用類的構造函數。而你使用malloc的話，是無法直接在上面構造出對象的。
好了。new和malloc說的差不多了，接下來要說說內存管理以及內存池相關的知識，詳情參見另一篇博文。