operator new，new operator,placement new的区别

原文地址：http://www.cnblogs.com/jamesmile/archive/2010/04/17/1714311.html，在此感谢

C++中的operator new与new operator，看上去挺像的两姐妹，却有天壤之别。

重载的 operator new 必须是类成员函数或全局函数，而不可以是某一名空间
之内的函数或是全局静态函数。此外，还要多加注意的是，重载 operator new 时需要兼容默
认的 operator new 的错误处理方式，并且要满足 C++ 的标准规定 ：当要求的内存大小为 0
byte 时也应该返回有效的内存地址。

 

 

如果使用不同的参数类型重载 operator new/delete，则请采用如下函数声明形式：
// 返回的指针必须能被普通的 ::operator delete(void*) 释放
void* operator new(size_t size, const char* file, int line);
// 析构函数抛异常时被调用
void operator delete(void* p, const char* file, int line);
调用时采用以下方式：
string* pStr = new (__FILE, __LINE__) string;
这样就能跟踪内存分配的具体位置，定位这个动作发生在哪个文件的哪一行代码中了。
在“检测内存错误”和“统计内存使用数据”时通常会用这种方式重载。

 

 

operator new

（1） 只分配所要求的空间，不调用相关对象的构造函数。当无法满足所要求分配的空间时，则

        ->如果有new_handler，则调用new_handler，否则

        ->如果没要求不抛出异常（以nothrow参数表达），则执行bad_alloc异常，否则

        ->返回0

（2） 可以被重载

（3） 重载时，返回类型必须声明为void*

（4） 重载时，第一个参数类型必须为表达要求分配空间的大小（字节），类型为size_t

（5） 重载时，可以带其它参数

new operator

（1） 调用operator new分配足够的空间，并调用相关对象的构造函数

（2） 不可以被重载

相应地，operator delete与delete operator有相似的特性。

举个例子

class X 
{
public:
…………
    static void* operator new(size_t size)
{
    return ::operator new(size);
}
static void operator delete(void* pointee)
{
    ::operator delete(pointee);
}
…………
};
X* px = new X();


该行代码中的new为new operator，它将调用类X中的operator new，为该类的对象分配空间，然后调用当前实例的构造函数。

delete px;

该行代码中的delete为delete operator，它将调用该实例的析构函数，然后调用类X中的operator delete，以释放该实例占用的空间。

new operator与delete operator的行为是不能够也不应该被改变，这是C++标准作出的承诺。而operator new与operator delete和C语言中的malloc与free对应，只负责分配及释放空间。但使用operator new分配的空间必须使用operator delete来释放，而不能使用free，因为它们对内存使用的登记方式不同。反过来亦是一样。

你可以重载operator new和operator delete以实现对内存管理的不同要求，但你不能重载new operator或delete operator以改变它们的行为。

当重载operator new时，可以提供更多的参数，在new一个对象时，通过在关键字new后的括号传递额外的参数。比如以下的类

class A 
{
public:
    …………
    static void* operator new(size_t size, const string& example)
{
    cout << example << endl;
    return ::operator new(size);
}
…………
};
A* pa = new (“This will be printed out in operator new”) A();


新标准的C++允许以这样的方式传递一个名为nothrow的参数，以表明当为该对象分配空间失败时，不抛出异常，而是返回0，以兼容旧标准new的行为。比如

class B {};
B* pb = new (nothrow) B();


当然这只能对那些使用默认operator new操作符的类。对已经重载了operator new的类（比如上面的X和A），如果不声明能接受nothrow参数，自然无法享受C++标准带来的礼物。

 

operator new的六种重载形式

当写出
p = new P();
这样的代码的时候, 实际上有两步操作, 首先分配内存,
然后在分配好的内存之上初始化类成员.
第二步是有构造函数完成的, 第一步就是new函数的工作.
全局的new有六种重载形式, 
void *operator new(std::size_t count)
    throw(std::bad_alloc);             //一般的版本
void *operator new(std::size_t count,  //兼容早版本的new
    const std::nothrow_t&) throw();    //内存分配失败不会抛出异常
void *operator new(std::size_t count, void *ptr) throw();
                                       //placement版本
void *operator new[](std::size_t count)  //
    throw(std::bad_alloc);
void *operator new[](std::size_t count,  //
    const std::nothrow_t&) throw();
void *operator new[](std::size_t count, void *ptr) throw();
所以, 刚才的用法, 就是使用new函数的一种重载形式.
如果A这个对象以同样实行重载了new函数的化, 作为成员函数
会被优先调用.
C++的各种new简介
1.new T
第一种new最简单,调用类的(如果重载了的话)或者全局的operator new分配空间,然后用
类型后面列的参数来调用构造函数,用法是
new TypeName(initial_args_list). 如果没有参数,括号一般可以省略.例如
int *p=new int;
int *p=new int(10);
int *p=new foo("hello");
通过调用delete来销毁:
delete p;
2. new T[]
这种new用来创建一个动态的对象数组,他会调用对象的operator new[]来分配内存(如果
没有则调用operator new,搜索顺序同上),然后调用对象的默认构造函数初始化每个对象
用法:
new TypeName[num_of_objects];
例如
int *p= new int[10];
销毁时使用operator delete[]
3.new()T 和new() T[]
这是个带参数的new,这种形式的new会调用operator new(size_t,OtherType)来分配内存
这里的OtherType要和new括号里的参数的类型兼容,
这种语法通常用来在某个特定的地址构件对象,称为placement new,前提是operator new
(size_t,void*)已经定义,通常编译器已经提供了一个实现,包含<new>头文件即可,这个
实现只是简单的把参数的指定的地址返回,因而new()运算符就会在括号里的地址上创建
对象
需要说明的是,第二个参数不是一定要是void*,可以识别的合法类型,这时候由C++的重载
机制来决定调用那个operator new
当然,我们可以提供自己的operator new(size_,Type),来决定new的行为,比如
char data[1000][sizeof(foo)];
inline void* operator new(size_t ,int n)
{
        return data[n];
}
就可以使用这样有趣的语法来创建对象:
foo *p=new(6) foo(); //把对象创建在data的第六个单元上
的确很有意思
标准库还提供了一个nothrow的实现:
void* operator new(std::size_t, const std::nothrow_t&) throw();
void* operator new[](std::size_t, const std::nothrow_t&) throw();
就可以实现调用new失败时不抛出异常
new(nothrow) int(10);
// nothrow 是std::nothrow_t的一个实例
placement new 创建的对象不能直接delete来销毁,而是要调用对象的析够函数来销毁对
象,至于对象所占的内存如何处理,要看这块内存的具体来源
4. operator new(size_t)
这个的运算符分配参数指定大小的内存并返回首地址,可以为自定义的类重载这个运算符,
方法就是在类里面声明加上
void *operator new(size_t size)
{
        //在这里分配内存并返回其地址
}
无论是否声明,类里面重载的各种operator new和operator delete都是具有static属性的
一般不需要直接调用operator new,除非直接分配原始内存(这一点类似于C的malloc)
在冲突的情况下要调用全局的operator加上::作用域运算符:
::operator new(1000); // 分配1000个字节
返回的内存需要回收的话,调用对应的operator delete
5.operator new[](size_t)
这个也是分配内存,,只不过是专门针对数组,也就是new T[]这种形式,当然,需要时可以
显式调用
6.operator new(size_t size, OtherType other_value)
和operator new[](size_t size, OtherType other_value)
参见上面的new()
需要强调的是,new用来创建对象并分配内存,它的行为是不可改变的,可以改变的是各种
operator new,我们就可以通过重载operator new来实现我们的内存分配方案.

 

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#include <iostream>
#include <string>
#include <crtdbg.h>
using namespace std;

class X
{
public:
    X(){cout<<"constructor of X"<<endl;}
    ~X(){cout<<"deconstructor of X"<<endl;}

    void* operator new(size_t size,string str)
    {
        cout<<"operator new size:"<<size<<" with string:"<<str<<endl;
        return ::operator new(size);
    }

    void operator delete(void *point)
    {
        cout<<"operator delete"<<endl; operator delete(point);
        //::operator delete(point);
    }

private:
    int num;
};
int main(){
    X *px = new("A new class") X;
    delete px;
    cout<<sizeof("A new class")<<endl;
    string strd="A new class";
    int len = sizeof("A new class");
    for (int i = 0;i<len;i++)
    {
        cout<<strd[i];
    }
    cout<<"END";
    return 0;
}

在调用前面的两个冒号很关键，是为了避免进行无限递归（没有它函数将一直调用自己下去）。

关于"::"的小插曲：

 

    #include <iostream>
    using namespace std;
    int n = 12;// A global variable
    int main()
    {
    int n = 13;// A local variable
    cout << ::n << endl;// Print the global variable: 12
    cout << n << endl;// Print the local variable: 13
    }

 

 

 2019-03-06

是否调用构造函数/析构函数

使用new操作符来分配对象内存时会经历三个步骤：

• 第一步：调用operator new 函数（对于数组是operator new[]）分配一块足够大的，原始的，未命名的内存空间以便存储特定类型的对象。
• 第二步：编译器运行相应的构造函数以构造对象，并为其传入初值。
• 第三部：对象构造完成后，返回一个指向该对象的指针。

使用delete操作符来释放对象内存时会经历两个步骤：

• 第一步：调用对象的析构函数。
• 第二步：编译器调用operator delete(或operator delete[])函数释放内存空间。

总之来说，new/delete会调用对象的构造函数/析构函数以完成对象的构造/析构。而malloc则不会。如果你不嫌啰嗦可以看下我的例子：

class A
{
public:
    A() :a(1), b(1.11){}
private:
    int a;
    double b;
};
int main()
{
    A * ptr = (A*)malloc(sizeof(A));
    return 0;
}

在return处设置断点，观看ptr所指内存的内容：

可以看出A的默认构造函数并没有被调用，因为数据成员a,b的值并没有得到初始化，这也是上面我为什么说使用malloc/free来处理C++的自定义类型不合适，其实不止自定义类型，标准库中凡是需要构造/析构的类型通通不合适。

而使用new来分配对象时：

int main()
{
    A * ptr = new A;
}

查看程序生成的汇编代码可以发现，A的默认构造函数被调用了：

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有关于三者的区别