条款八: 写operator new和operator delete时要遵循常规

自己重写operator new时(条款10解释了为什么有时要重写它)，很重要的一点是函数提供的行为要和系统缺省的operator new一致。实际做起来也就是：要有正确的返回值；可用内存不够时要调用出错处理函数(见条款7)；处理好0字节内存请求的情况。此外，还要避免不小心隐藏了标准形式的new，不过这是条款9的话题。

有关返回值的部分很简单。如果内存分配请求成功，就返回指向内存的指针；如果失败，则遵循条款7的规定抛出一个std::bad_alloc类型的异常。operator new实际上会不只一次地尝试着去分配内存，它要在每次失败后调用出错处理函数，还期望出错处理函数能想办法释放别处的内存。只有在指向出错处理函数的指针为空的情况下，operator new才抛出异常。

c++标准要求，即使在请求分配0字节内存时，operator new也要返回一个合法指针。

非类成员形式的operator new的伪代码看起来会象下面这样：

void * operator new(size_t size)        // operator new还可能有其它参数
{                                      

  if (size == 0) {                      // 处理0字节请求时，
    size = 1;                           // 把它当作1个字节请求来处理
  }                                     
  while (1) {
    分配size字节内存;

    if (分配成功)
      return (指向内存的指针);

    // 分配不成功，找出当前出错处理函数
    new_handler globalhandler = set_new_handler(0);
    set_new_handler(globalhandler);

    if (globalhandler) (*globalhandler)();
    else throw std::bad_alloc();
  }
}

 

处理零字节请求的技巧在于把它作为请求一个字节来处理。

operator new经常会被子类继承，这会导致某些复杂性。大多数针对类所写的operator new(包括条款10中的那种)都是只为特定的类设计的，不是为所有的类，也不是为它所有的子类设计的。这意味着，对于一个类x的operator new来说，函数内部的行为在涉及到对象的大小时，都是精确的sizeof(x)：不会大也不会小。但由于存在继承，基类中的operator new可能会被调用去为一个子类对象分配内存：

class base {
public:
  static void * operator new(size_t size);
  ...
};

class derived: public base       // derived类没有声明operator new
{ ... };                         // 

derived *p = new derived;        // 调用base::operator new

如果base类的operator new不想费功夫专门去处理这种情况——这种情况出现的可能性不大——那最简单的办法是把这个“错误”数量的内存分配请求转给标准operator new来处理，象下面这样：

void * base::operator new(size_t size)
{
  if (size != sizeof(base))             // 如果数量“错误”，让标准operator new
    return ::operator new(size);        // 去处理这个请求
                                        //

  ...                                   // 否则处理这个请求
}

如果想控制基于类的数组的内存分配，必须实现operator new的数组形式——operator new[]

重写operator new(和operator new[])时所有要遵循的常规就这些。对于operator delete(以及它的伙伴operator delete[])，情况更简单。所要记住的只是，c++保证删除空指针永远是安全的，所以你要充分地应用这一保证。下面是非类成员形式的operator delete的伪代码：

void operator delete(void *rawmemory)
{
  if (rawmemory == 0) return;    //如果指针为空，返回
                                 // 

  释放rawmemory指向的内存;

  return;
}

假设类的operator new将“错误”大小的分配请求转给::operator new，那么也必须将“错误”大小的删除请求转给::operator delete：

class base {                       // 和前面一样，只是这里声明了
public:                            // operator delete
  static void * operator new(size_t size);
  static void operator delete(void *rawmemory, size_t size);
  ...
};

void base::operator delete(void *rawmemory, size_t size)
{
  if (rawmemory == 0) return;      // 检查空指针

  if (size != sizeof(base)) {      // 如果size"错误"，
    ::operator delete(rawmemory);  // 让标准operator来处理请求
    return;                        
  }

  释放指向rawmemory的内存;

  return;
}