5 More Effective C++—条款8:（operator new 和 new operator）

最新推荐文章于 2025-04-18 00:19:18 发布

Nick Coding

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本文深入解析C++中new操作符的两种形式：new operator和placement new。解释了它们如何分配和初始化内存，以及如何通过重载operator new进行自定义内存管理。同时，探讨了析构与内存释放的过程，以及数组的特殊操作符new[]和delete[]。

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1 两种new的区别和联系

C++中的操作符new在执行下面代码时，做了如下两件事。这种操作符叫做"new operator"。对于开辟空间这部分，new operator实际调用了operator new操作符。

1 调用operator new操作符，开辟内存空间。
2 调用构造函数，初始化内存空间。

class MyClass {
}
MyClass *my = new MyClass;

程序员无法重载new operator，但是可以重载operator new，即空间分配函数。

operator new函数通常声明为如下形式——其必须制定分配内存大小。该函数返回一个指针，指向未初始化的内存。size_t指定了内存大小。

void * operator new(size_t size);
void *rawMemory = operator new(sizeof(string));
// init the memory
string *ps = static_cast<string*>(rawMemory);

不仅分配内存可以手动定制，初始化内存依然可以手动定制。我们调用类的构造函数，并将原始内存初始化，这种行为被称为placement new。

如下代码所示，其调用new operator，来对已经开辟的内存buffer进行初始化。

class MyClass {
	public:
		MyClass(int param);
}
MyClass *createMyClass(void *buffer, int param) {
	return new (buffer) MyClass(param)；
}

实际上，new operator隐式调用operator new，利用operator new返回的指针，来进一步调用构造函数来初始化内存。

因此，我们可以定义如下operator new操作符——不开辟空间，直接利用传入的指针。注意，operator new 操作符必须给出第一个内存大小参数。

void * operator new(size_t, void *location) {
	return location;
}

placement new技术在#include < new >或#include <new.h> 中声明。

创建对象顺序是：开辟空间，初始化内存。删除对象的顺序就要相反。与new相对应，delete也有两种类型的操作符：delete operator 和 operator delete。delete operator调用operator delete来释放空间。

1 调用析构函数
2 删除开辟的内存空间

但是，由于内存空间是由operator new获得的，因此在释放内存时，就不能用经过类型转换的指针，而是使用原始的内存指针。

void *rawMemory = operator new (10 * sizeof(string));
// do something
operator delete(rawMemory);

C++相应提供了operator new []和 operator delete[] 操作符用于重载。这两个操作符用于开辟数组空间。

对于new [] operator 和 delete [] operator而言，其调用顺序与单个对象一致，只是在初始化或析构内存空间时，需要为数组中的每个对象执行构造或析构函数。