operator new/delete--GeekBand

一 new操作符的概念
我们通常讲的new是指的是new operator,其实还有另外两个概念,operator new 和 placement new。
1、new operator
我们在使用new operator的时候,实际上是执行了三个步骤:
1)调用operator new分配内存 ;2)调用构造函数生成类对象;3)返回相应指针。
2、operator new
所以说operator new做的事情是new operator的一部分。
operator new的原型是
Void* operator new(size_t size);
函数的返回值是void, 因为这个函数返回的是指针。这个指针指向原生的,为初始化的内存。其语义就像malloc。实际上它内部调用的就是malloc 。参数size 指定待分配的内存大小。
你 可以重载这个函数(注意是重载operator new,而不能重载new operator)。operator new默认情况下首先调用分配内存的代码,尝试得到一段堆上的空间,如果成功就返回,如果失败,则转而去调用一个new_hander,然后继续重复前面 过程。你可以在重载的时候加上额外的参数,但是第一个参数类型必须是size_t.例如:
class Fruit
{
public:
void
operator new(size_t size)
{
cout<<"operator new function"<<endl;
return ::operator new(size);
}
};
Fruit* pf = new Fruit;
这里通过::operator new调用了原有的全局的new,实现了在分配内存之前输出一句话。全局的operator new也是可以重载的,但这样一来就不能再递归的使用new来分配内存,而只能使用malloc了:
void* operator new(size_t size)
{
cout<<"global operator new function"<<endl;
return malloc(size);
}
相应的,delete也有delete operator和operator delete之分,后者也是可以重载的。并且,如果重载了operator new,就应该也相应的重载operator delete,这是良好的编程习惯。

二 placement new
placement new是用来实现定位构造的,因此可以实现new operator三步操作中的第二步。
其 实它也只是operator new的一个重载的版本,只是我们很少用到它。如果你想在已经分配的内存中创建一个对象,使用new时行不通的。也就是说placement new允许你在一个已经分配好的内存中(栈或者堆中)构造一个新的对象。原型中void*p实际上就是指向一个已经分配好的内存缓冲区的的首地址。
我 们知道使用new操作符分配内存需要在堆中查找足够大的剩余空间,这个操作速度是很慢的,而且有可能出现无法分配内存的异常(空间不够)。 placement new就可以解决这个问题。我们构造对象都是在一个预先准备好了的内存缓冲区中进行,不需要查找内存,内存分配的时间是常数;而且不会出现在程序运行中途 出现内存不足的异常。所以,placement new非常适合那些对时间要求比较高,长时间运行不希望被打断的应用程序。
使用方法如下:

  1. 缓冲区提前分配
    可以使用堆的空间,也可以使用栈的空间,所以分配方式有如下两种:
    class Fruit{…};
    char buf=new char[Nsizeof(Fruit)+sizeof(int)];或者char buf[N*sizeof(Fruit)+sizeof(int)];
  2. 对象的构造
    Fruit * pf=new(buf) Fruit;
  3. 对象的销毁
    一旦这个对象使用完毕,你必须显式的调用类的析构函数进行销毁对象。但此时内存空间不会被释放,以便其他的对象的构造。
    pf->~Fruit();
  4. 内存的释放
    如果缓冲区在堆中,那么调用delete[] buf;进行内存的释放;如果在栈中,那么在其作用域内有效,跳出作用域,内存自动释放。
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