Что происходит с динамической памятью при взаимодействии программ на C и C++?

При взаимодействии программ на C и C++, использующих выделение/освобождение динамической памяти (с использованием malloc/free из C и new/delete из C++), могут возникнуть проблемы из-за различия в управлении памятью и способах вызова контрукторов/деструкторов.

Основные проблемы:

• Разные аллокаторы памяти: C и C++ могут использовать разные реализации аллокаторов памяти, что приводит к ошибкам при попытке освободить память, выделенную одним аллокатором, другим.
• Вызовы конструкторов и деструкторов: new и delete в C++ помимо выделения/освобождения памяти вызывают конструкторы и деструкторы объектов. malloc и free в C этого не делают. Если C++ код выделяет память для объекта, а C-код освобождает её через free, деструктор объекта в C++ не будет вызван, что может вызвать утечки ресурсов или некорректное состояние. Аналогично, если C-код выделяет память, а C++-код пытается её освободить через delete, может произойти ошибка, поскольку delete ожидает вызова деструктора объекта.

Для предотвращения таких проблем, следует придерживаться следующих правил:

• Если память выделена функцией malloc в C, она должна быть освобождена функцией free в C.
• Если память выделена оператором new в C++, она должна быть освобождена оператором delete или delete[] в C++.
• Если библиотека или модуль предоставляет функции для выделения и освобождения памяти, следует использовать именно их, вне зависимости от того, какая часть программы (C или C++) их вызывает.

Пример некорректного взаимодействия:

// C++ код
#include <iostream>
#include <cstdlib> // Для malloc и free

class MyClass {
public:
    int data;
    MyClass(int d) : data(d) { std::cout << "Constructor: " << data << std::endl; }
    ~MyClass() { std::cout << "Destructor: " << data << std::endl; }
};

extern "C" {
    void process_memory(void* ptr);
}

int main() {
    MyClass* obj = new MyClass(10); // Выделение в C++
    process_memory(obj); // Передача в C
    return 0;
}

// C код (файл process_memory.c)
#include <stdlib.h>

void process_memory(void* ptr) {
    // ... использование ptr ...
    free(ptr); // Освобождение в C - некорректно для объекта C++
}

В данном примере деструктор MyClass не будет вызван при освобождении памяти в C-коде.