Как оператор new определяет размер выделяемой памяти

Что проверяют

Различаете ли вы new-выражение и функцию operator new. Размер определяет не «оператор» в рантайме, а компилятор. Следом спрашивают, откуда delete знает, сколько освобождать, и что меняется для массивов.

Как отвечать

new T(args) делает два шага. Сначала вызывает функцию выделения operator new(std::size_t) и передаёт ей sizeof(T): тип известен статически, это константа времени компиляции. Потом конструирует объект в полученной памяти. Если конструктор бросил исключение, память освободит парный operator delete.

Что отличает хороший ответ:

• массивы: new T[n] вызывает operator new[] с размером не меньше n * sizeof(T). Для типов с нетривиальным деструктором компилятор обычно кладёт перед массивом служебное поле с количеством элементов, чтобы delete[] знал, сколько деструкторов вызвать. Это деталь ABI, стандарт её не фиксирует;
• переполнение: если n * sizeof(T) не помещается в size_t, с C++11 выражение бросает std::bad_array_new_length, а не выделяет урезанный блок;
• выравнивание: для типов, у которых alignof больше __STDCPP_DEFAULT_NEW_ALIGNMENT__, с C++17 вызывается перегрузка с std::align_val_t;
• свой operator new в классе: получает размер параметром, и для наследника он больше sizeof(Base), это важно для пулов памяти;
• освобождение: размер блока помнит аллокатор в своих метаданных. С C++14 есть sized deallocation, operator delete(void*, std::size_t), где размер снова подставляет компилятор.

Заодно про инициализацию: new int оставляет значение неопределённым, new int() обнуляет. При нехватке памяти бросается std::bad_alloc, а new (std::nothrow) вернёт nullptr.

Где спотыкаются

Называют malloc системным вызовом. Это библиотечная функция, к ядру через mmap или brk аллокатор обращается редко и крупными кусками, а operator new по стандарту вообще не обязан вызывать malloc.

Путают delete и delete[]. Несовпадение пары это неопределённое поведение, а не безобидная утечка пары байтов.

Удаляют наследника через указатель на базу без виртуального деструктора и ждут, что освободится верный объём. Это тоже неопределённое поведение.