面试题：C++里malloc和new在异常处理及内存初始化方面的差异

Question

在C++程序中，new操作符在内存分配失败时会抛出异常，而malloc通常返回NULL。请详细说明这两种不同的错误处理机制会对程序的健壮性和使用场景产生怎样的影响？另外，它们在内存初始化方面又有哪些不同点？

Answer 1

错误处理机制对程序健壮性和使用场景的影响

1. new操作符
   • 程序健壮性：使用new时，若内存分配失败抛出异常，可在try - catch块中捕获异常进行统一的错误处理，有助于增强程序的健壮性。例如在一个复杂的函数调用链中，new失败抛出异常能及时终止后续可能依赖该内存的错误操作，避免程序出现未定义行为。
   • 使用场景：适用于需要严格错误处理的场景，比如在面向对象编程中，对象构造时使用new分配内存，如果分配失败抛出异常，可保证对象构造失败，不会出现部分构造的对象。常用于对程序稳定性要求较高的应用程序开发，如大型企业级软件。
2. malloc函数
   • 程序健壮性：malloc返回NULL，调用者需要每次手动检查返回值。若忘记检查，程序可能在使用NULL指针时崩溃，降低了程序的健壮性。例如在一个包含多个malloc调用的函数中，很容易遗漏对某个malloc返回值的检查。
   • 使用场景：适用于对性能要求较高且对错误处理可以自行妥善处理的场景。在一些底层库开发中，开发者对内存分配失败有自己独特的处理方式，此时malloc的简单返回NULL模式更灵活。例如在一些嵌入式系统开发中，内存资源紧张，开发者可能希望在malloc失败时尝试其他内存管理策略而不是简单抛出异常。

内存初始化方面的不同点

1. new操作符
   • 对于new分配单个对象，会调用对象的构造函数进行初始化。例如int* ptr = new int(5);，不仅分配了内存，还将int初始化为5。
   • 对于new[]分配数组，会对数组中的每个元素调用构造函数进行初始化。例如MyClass* arr = new MyClass[10];，数组中的10个MyClass对象都会调用其默认构造函数进行初始化。
2. malloc函数
   • malloc分配的内存不会进行初始化，只是分配指定大小的未初始化内存块。例如int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int));，此时ptr指向的内存区域的值是未定义的。若要初始化，需要额外调用如memset（对于简单类型）或手动对对象调用构造函数（对于自定义类型，不过这种情况很少见，因为malloc不适合分配对象）等函数。