C++单进程内new返回的地址是否唯一？delete后能否返回相同地址？

进程内new返回地址的唯一性 #

对于**处于有效分配状态（未被释放）**的内存块，new返回的内存地址在单个进程范围内具备全局唯一性。
只要你没有对new返回的指针执行delete/delete[]操作释放对应内存，堆分配器不会将同一地址重复分配给其他内存申请请求。同一时间段内，进程虚拟地址空间中不会出现两个同时生效的堆分配指向相同地址，否则属于堆分配器的严重bug，会直接触发未定义行为。
需要注意的是，这种唯一性仅在内存块的有效生命周期内成立，并不代表地址一旦被分配过就永久不会被复用。

释放后内存地址的复用规则 #

当之前通过new申请的内存被delete正确释放后，后续调用new申请内存时，完全有可能返回和已释放内存完全相同的地址，这是符合C++语言标准的正常行为，也是所有主流堆分配器的常规设计逻辑。
所有主流堆实现（包括glibc的ptmalloc、Windows系统默认堆、tcmalloc、jemalloc等）都会维护已释放内存块的空闲缓存结构（比如空闲链表、线程本地缓存tcache等），当后续申请的内存大小、对齐要求和空闲缓存中的已释放块匹配时，分配器会直接将该块标记为已分配状态返回，不会刻意分配从未使用过的新地址。
你可以通过简单的代码验证这个行为：

#include <iostream>

int main() {
    int* p1 = new int(42);
    std::cout << "第一次new返回地址: " << p1 << '\n';
    delete p1; // 释放p1指向的内存

    int* p2 = new int(100);
    std::cout << "释放后再次new返回地址: " << p2 << '\n';
    // 绝大多数常规编译运行环境下，p1和p2的地址值完全相等
    delete p2;
    return 0;
}

不要依赖地址是否相同判断内存是否有效，被delete后的指针属于悬空指针，哪怕后续新分配的内存和它地址相同，在重新分配生效前访问悬空指针都会触发未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Chandan Srivastava