new || operator new || placement new || allocator的联系与区别

最新推荐文章于 2024-07-15 14:38:33 发布

huangdaxian114

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分类专栏： C++ 文章标签： new operator new placement new allocator

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本文介绍了C++中new操作符的工作原理，包括operator new用于分配内存、placement new用于对象初始化的过程。并通过实例展示了如何使用这两种机制。

@ new

我们通常使用:

new AA 或 new AA[n]

在堆上动态生成对象。事实上，此处的new 是类AA的操作符（operator）。它其实分为三个步骤：

1. 申请堆内存空间；

2. 初始化对象；

3. 返回对象指针。

@ operator new

operator new为一个全局函数，其原型：

void* operator new(std::size_t size)

operator new的作用是分配size数目byte的内存，并返回指向该原始内存的空指针。

使用方法：

operator new(n) 或 ::operator new(n)

@ placement new

placement new用来对原始内存进行初始化，其具有全局版本，原型：

void* operator new(std::size_t size, void* ptr)

使用方法是：

new(ptr) AA 或 ::new(ptr) AA 或 ::new(ptr) AA[n]， 其中ptr是原始内存的地址

我们对operator new 和 placement new 举个例子：

void* ptr = ::operator new(20);

int* intPtr = new(ptr) int(3);

该例子通过operator new申请了20个byte的原始内存，然后在原始内存上，placement new初始化了一个值为3的int对象。

通过以上描述，我们大概已经知道，@new的功能可以通过@operator new 和placement new结合实现。事实上，类AA的new操作符重载正是通过这种方式实现。

此处我们需要说明的是，@new是无法重载的，我们只能重载它的第一步@operator new，第二步初始化内存也无法重载，是编译器自动调用构造函数。

class AA
{
public:
	// @ new
	void* operator new(size_t size /* , 其它参数 */) // size为字节大小
	{
		cout << "size: " << size << endl;

		// @ operator new, 需指定全局域，否则会调用AA的new，形成递归
		void* ptr = ::operator new(size);

		// @ placement new, 需指定全局域，否则默认为AA的new，但AA无此版本new，所以会报错
		return ptr;
	}
};


int main()
{
	new AA; // 当我们使用new时，其返回大小给operator new, operator new申请内存，然后自动调用构造函数初始化该内存，并返回指针

	system("pause");
	return 0;
}

可见我们可以对类的@new进行定制，当然我们也可以重载@new[]版本，其中@new的形参size即我们使用@new的输入参数：

new AA ： size为 1 x 对象大小

new AA[n]：size为 n x 对象大小

@ allocator

allocator也实现了内存申请和初始化的分离，但其内存申请时，是按sizeof(AA)为单位进行申请的，粒度更大；@operator new是按byte为单位申请的。

/* 注意 */

@placement new只是调用构造函数初始化了对象，相应的我们只需要执行析构函数，而不需要delete，否则有可能多次delete；

@operator new申请了内存，所以相应的应该调用delete释放内存。