new/delete & malloc/free
new&delete
1、new简单类型直接调用operator new分配内存；而对于复杂结构，先调用operator new分配内存，然后在分配的内存上调用构造函数；对于简单类型，new[]计算好大小后调用operator new；对于复杂数据结构，new[]先调用operator new[]分配内存，然后在 p 的前四个字节写入数组大小 n，然后调用 n 次构造函数，针对复杂类型，new[]会额外存储数组大小；
① new表达式调用一个名为operator new(operator new[])函数，分配一块足够大的、原始的、未命名的内存空间；
② 编译器运行相应的构造函数以构造这些对象，并为其传入初始值；
③ 对象被分配了空间并构造完成，返回一个指向该对象的指针。
2、delete 简单数据类型默认只是调用 free 函数；复杂数据类型先调用析构函数再调用 operator delete；针对简单类型，delete 和 delete[]等同。假设指针 p 指向new[]分配的内存。因为要 4 字节存储数组大小，实际分配的内存地址为[p-4]，系统记录的也是这个地址。delete[]实际释放的就是p-4指向的内存。而delete会直接释放p指向的内存，这个内存根本没有被系统记录，所以会崩溃。
3、需要在 new [] 一个对象数组时，需要保存数组的维度，C++ 的做法是在分配数组空间时多分配了 4 个字节的大小，专门保存数组的大小，在 delete [] 时就可以取出这个保存的数，就知道了需要调用析构函数多少次了。
operator new、operator delete、placement new、placement delete
1) new operator
new operator 完成了两件事情：用于申请内存和初始化对象。
例如：string* ps = new string("abc");
2) operator new
operator new 类似于C语言中的malloc，只是负责申请内存。
例如：void* buffer = operator new(sizeof(string)); 注意这里new前要有个operator。
3) placement new布局new：用于在给定的内存中初始化对象。
例如：void* buffer = operator new(sizeof(string));buffer = new(buffer) string("abc"); 调用了placement new，在buffer所指向的内存中创建了一个string类型的对象并且初始值为“abc”。
4) 因此可以看出：new operator 可以分解operator new 和 placement new两个动作，是 operator new 和 placement new 的结合。与new对应的delete没有 placement delete 语法，它只有两种，分别是delete operator 和 operator delete。delete operator 和 new operator 对应，完成析构对象和释放内存的操作。而 operator delete 只是用于内存的释放，与C语言中的free相似。
malloc&free
1、在标准 C 库中，提供了 malloc/free 函数分配释放内存，这两个函数底层是由 brk、mmap、，munmap这些系统调用实现的;
2、brk 是将数据段(.data)的最高地址指针_edata 往高地址推,mmap是在进程的虚拟地址空间中（堆和栈中间，称为文件映射区域的地方）找一块空闲的虚拟内存。这两种方式分配的都是虚拟内存，没有分配物理内存。在第一次访问已分配的虚拟地址空间的时候，发生缺页中断，操作系统负责分配物理内存，然后建立虚拟内存和物理内存之间的映射关系；
3、malloc小于128k的内存，使用brk分配内存，将_edata往高地址推；malloc大于128k的内存，使用mmap分配内存，在堆和栈之间找一块空闲内存分配；brk分配的内存需要等到高地址内存释放以后才能释放，而 mmap 分配的内存可以单独释放。当最高地址空间的空闲内存超过 128K（可由 M_TRIM_THRESHOLD 选项调节）时，执行内存紧缩操作（trim）。在上一个步骤 free 的时候，发现最高地址空闲内存超过 128K，于是内存紧缩。
4、malloc是从堆里面申请内存，也就是说函数返回的指针是指向堆里面的一块内存。操作系统中有一个记录空闲内存地址的链表。当操作系统收到程序的申请时，就会遍历该链表，然后就寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后就将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。
区别：
1、new/delete 是 C++关键字，需要编译器支持，可重载。malloc/free 是库函数，需要头文件支持，可以重写；
2、使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算。而malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。
3、new 操作符内存分配成功时，返回的是对象类型的指针，类型严格与对象匹配，无须进行类型转换，故 new 是符合类型安全性的操作符。而 malloc 内存分配成功则是返回void * ，需要通过强制类型转换将void*指针转换成我们需要的类型。
4、new内存分配失败时，会抛出bac_alloc异常。malloc分配内存失败时返回NULL。
5、new会先调用operator new函数，申请足够的内存（通常底层使用malloc实现）。然后调用类型的构造函数，初始化成员变量，最后返回自定义类型指针。delete先调用析构函数，然后调用operator delete函数释放内存（通常底层使用free实现）。malloc/free 是库函数，只能动态的申请和释放内存，无法强制要求其做自定义类型对象构造和析构工作。malloc申请的存储空间也不能用delete释放，malloc /free 的操作对象都是必须明确大小的。而且不能用在动态类上。new 和delete会自动进行类型检查和大小，malloc/free不能执行构造函数与析构函数，所以动态对象它是不行的。且不保证在C++上运行成功。
delete p与 delete[]p，allocator
1、动态数组管理new一个数组时，[]中必须是一个整数，但是不一定是常量整数，普通数组必须是一个常量整数；
2、new动态数组返回的并不是数组类型，而是一个元素类型的指针；
3、delete[]时，数组中的元素按逆序的顺序进行销毁；
4、new在内存分配上面有一些局限性，new的机制是将内存分配和对象构造组合在一起，同样的，delete也是将对象析构和内存释放组合在一起的。allocator将这两部分分开进行，allocator 申请一部分内存，不进行初始化对象，只有当需要的时候才进行初始化操作。
