条款50：了解 new 和 delete 的合理替换时机（Understand when it makes sense to replace new and delete）

条款50：了解 new 和 delete 的合理替换时机

1.1 替换理由

需要替换operator new 或 operator delete的三大理由：

1. 用来检测运用上的错误。
   如果令operator new持有一串动态分配所得地址，而operator delete将地址从中移除，就很容易检测内存泄露或重复delete的错误用法。此外，以额外空间放置特定的 “签名 ”，可以解决“overruns”（写入点在分配区块尾端之后） 和 “underruns”（写入点在分配区块起点之前）

static const int signature = 0xDEADBEEF;
typedef unsigned char Byte;
// 这段代码有一些缺陷，例如不能保证内存对齐
void* operator new(std::size_t size) {
    using namespace std;
    size_t realSize = size + 2 * sizeof(int); // 增加请求的大小，所以2个签名也将适合里面
    void* pMem = malloc(realSize); // 调用malloc来获取实际的内存
    if (!pMem) throw bad_alloc(); 
 
    *(static_cast<int*>(pMem)) = signature; //把签名写进内存的头和尾
    *(reinterpret_cast<int*>(static_cast<Byte*>(pMem) + realSize - sizeof(int))) =signature;
    return static_cast<Byte*>(pMem) + sizeof(int);    // 返回一个指向第一个签名后面的内存的指针
}

2. 为了强化效能。
   默认的实现对多种情况都相当有效，但对任何情况都不是最佳效果。
3. 为了收集使用上的统计数据。
   分配区块的大小分布；寿命分布；它们是倾向于按照FIFO、LIFO的顺序分配和释放，还是更接近随机的顺序？在执行的不同阶段是否有不同的分配/释放模式……

1.2 详细总结

1. 提高分配和释放的速度。
   例如：编译器的内存管理器是线程安全的，如果你的程序是单线程的，替换为一个不是线程安全的分配器可能会提高速度。
2. 把相关的物体聚集在一起。
   例如：如果你知道一些特定的数据结构通常一起使用，那么为这些数据结构创建一个单独的堆是有意义的。这样可以降低“内存页错误（page faults）”的频率。
3. 降低缺省内存管理器带来的空间额外开销。
   例如：为小对象调优的分配器基本上可以消除额外的开销。
4. 弥补缺省分配器中的非最佳齐位。
   例如：将默认new运算符替换为能够确保8字节对齐的版本，可以大幅提高程序性能（如果编译器本身不是这样做的话）。
5. 获得非传统的行为。
   例如：你可以编写一个自定义delete运算符，用0重写已释放的内存，以提高应用程序数据的安全性。

1.3 总结

编写自定义版本的new和delete有很多合理的理由，包括改进性能、堆使用错误的调试和收集堆使用信息。