混合使用 C++ 的 new 和 free 会发生什么？

在 C++ 程序中，通常使用 new 和 delete 进行动态内存的分配和释放。但是有时候会出现混合使用 new 和 free 的情况，那么这样做会有什么影响呢？本文将解析这个问题，并且给出相应的示例代码。

new 与 delete

首先，我们需要了解 new 和 delete 的原理。

new 是 C++ 中用于动态分配内存的操作符，可以根据申请的内存空间大小，在堆空间（heap）中分配相应大小的空间。new 运算符返回的是指向已分配空间的指针，申请的空间大小由用户指定。

下面是一个使用 new 分配内存的示例代码：

int* ptr = new int;

delete 是 new 的对应操作符，用于释放由 new 分配的内存。delete 可以是 delete ptr 或者是 delete [] ptr。其中，delete ptr 用于释放由 new int 分配的内存，delete [] ptr 用于释放由 new int[n] 分配的内存。

下面是一个使用 delete 释放内存的示例代码：

delete ptr;

malloc 和 free 是 C 语言中动态内存分配的函数。与 new 和 delete 类似，malloc 也是通过在堆区上分配内存空间来实现动态内存分配。

下面是一个使用 malloc 分配内存的示例代码：

int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int));

free 则是用于释放 malloc 分配的动态内存。尤其需要注意，free 只能用于 malloc、calloc 或 realloc 函数分配的内存空间，不能用于 new 运算符分配的内存或其他动态分配函数分配的内存。

下面是一个使用 free 释放内存的示例代码：

free(ptr);

那么，当我们混合使用 new 和 free 的时候会发生什么呢？

如果在使用 new 分配内存之后，使用 free 释放，就会造成内存泄漏。因为本质上 new 和 malloc 使用的是不同的内存池，不能混合使用。free 函数并不知道指针所指向的内存是由 new 运算符所分配的还是由 malloc 函数所分配的。

下面是一个混合使用 new 和 free 会导致内存泄漏的示例代码：

int* ptr = new int;
free(ptr);

执行上面的代码，程序并不会抛出异常或者崩溃，但是会造成内存泄漏。

如果先使用 free 函数释放内存，再使用 new 分配内存，会导致程序崩溃，因为 free 函数释放内存之后，操作系统不再保证该空间是可用的。

下面是一个混合使用 free 和 new 会导致程序崩溃的示例代码：

int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int));
free(ptr);
ptr = new int;

在执行上面的代码之后，程序会崩溃。

混合使用 new 和 free 可能会导致程序崩溃或者内存泄漏。因此，在 C++ 程序中尽量使用 new 和 delete 进行动态内存分配和释放，如果必须要使用 malloc 和 free 函数，也不要和 new 和 delete 混合使用。

在开发过程中，要时刻留意动态内存的分配和释放，保证程序的稳定性和可靠性。

本文分析了混合使用 C++ 的 new 和 free 会发生什么，以及相应注意的问题。要避免使用混用 new 和 free，而在 C++ 程序中建议使用 new 和 delete 进行动态内存的分配和释放。