在 C++ 中，new 表达式与 malloc 函数在内存分配上有哪些根本区别？对应的释放操作 delete 与 free 又有哪些不同？请结合底层机制说明。
考察说明
考查对 C++ 内存管理机制的理解，包括 new/delete 与 malloc/free 的差异。
回答思路
- 【回答框架 1】new 和 malloc 的核心区别在于：new 不仅分配内存，还会调用构造函数初始化对象，返回类型安全的对象指针；malloc 仅分配指定字节数的原始内存，不进行初始化，返回 void*，需要强制类型转换。
- 【回答框架 2】delete 和 free 的区别：delete 调用析构函数销毁对象并释放内存，free 仅释放内存；对于非 POD 类型，使用 free 释放 new 分配的内存或使用 delete 释放 malloc 分配的内存都是未定义行为。
- 【回答框架 3】实现层面，new 底层通常调用 operator new，其内部可能使用 malloc 分配内存，但 new 成功返回时无需检查返回值，失败会抛出 std::bad_alloc 异常；malloc 失败返回 NULL，需要手动检查。
- 【回答框架 4】数组分配方面，new[] 和 delete[] 需要配对使用，delete[] 会依次调用每个元素的析构函数；malloc/free 不涉及构造析构，因此不区分单个或数组。
- 【回答框架 5】在异常安全性上，new 分配内存失败时抛出异常，可能影响异常流；malloc 返回 NULL 更便于 C 风格错误处理。
- 【关键点 1】new 会调用构造函数并返回类型指针，malloc 仅分配原始内存。
- 【关键点 2】delete 会调用析构函数，free 不调用。
- 【关键点 3】new 失败抛异常，malloc 失败返回 NULL。
- 【关键点 4】new[] 必须配 delete[]，malloc/free 不区分数组。
- 【关键点 5】混用 new 与 free 或 malloc 与 delete 是错误的。
- 【易错点 1】误认为 new 只是 malloc 的封装，忽略构造函数调用。
- 【易错点 2】将 new[] 与 delete 混用导致未定义行为。
- 【易错点 3】认为 malloc 也会初始化内存。